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Cell Painting技术｜瑞孚迪PhenoVue 全程赋能，构建数据体系染色标准
发布时间：2026-06-15 14:56 | 点击次数：34
2020年，Broad研究所联合阿斯利康、辉瑞、拜耳、默克等多家全球药企成立JUMP-CP联盟，目标构建超10亿细胞、14万化合物的全球公开形态数据库。2023年，该数据集主要组件完成释放，实际规模扩展至116,000+化合物、20,000+基因扰动，成为目前全球最大的公开Cell Painting参考数据集。
这套数据体系的染色标准，来自瑞孚迪（Revvity）PhenoVue。
Cell Painting的核心目标，是让细胞形态数据像基因组、转录组一样可被计算分析。其技术前提是染色方案的标准化——不同实验室、不同批次、不同仪器产生的图像，必须提取出可比较的形态指纹。
PhenoVue Cell Painting JUMP Kit的设计逻辑正是围绕这一前提【1】：
即用型试剂盒
6色染料组合与Broad研究所标准一致
数据格式兼容JUMP-CP公开参考数据集
批间一致性验证确保跨实验形态指纹可比
Cell Painting技术分层：覆盖表型筛选的各类模型
2D细胞Cell Painting
组合式扩展：可将靶标特异性标记（如EGFR抗体）嵌入Cell Painting JUMP Kit标准方案，构建多通道组合式Cell Painting，为机制相近的化合物提供形态学分辨依据。
3D细胞球Cell Painting
3D细胞模型对成像试剂提出了穿透性与光稳定性的双重挑战。
瑞孚迪联合AstraZeneca与Karolinska Institutet进行技术验证，利用Cell Painting JUMP Kit对原代肝细胞球状体进行染色，并比较了三种分析路径，MIP策略在自动化程度与统计区分度之间取得了最优平衡，其82.1的阴阳性分离度显著优于2D单平面（46.0），且计算成本远低于单细胞3D重建，使其成为3D高通量筛选的实用选择。
活细胞动力学Cell Painting
终点法只能提供静态快照，但药物的可逆性、适应性反应、延迟毒性均藏在时间里。
PhenoVue Live Cell Painting Kit专为活细胞动力学研究设计：
4色同步：细胞核+囊泡+线粒体+微管，4-Plex活细胞成像
免洗流程：减少细胞脱落，孔间重复性更高
无光漂白、无细胞毒性：实测支持72h长时程追踪
Cytochalasin D（F-actin封端）与Latrunculin B（G-actin螯合）的肌动蛋白重塑机制差异，仅在活细胞长时程监测中通过可逆性动力学被区分。
Cytochalasin D作用于肌动蛋白丝（F-actin）的正端，通过封端阻止其延长。
Latrunculin B则螯合肌动蛋白单体（G-actin），抑制其聚合。
因此，Latrunculin B诱导的细胞效应比Cytochalasin D诱导的效应更快地可逆。
-Spector et al. Cell Motil Cytoskeleton 1989.
光谱扩展：从4色到5-Plex+
传统高内涵成像受限于4色通道。PhenoVue Fluor 400LS系列（Phalloidin、WGA、Con-A、二抗）将检测窗口扩展至远红外区域，配合标准4色实现5-Plex同步检测。
细胞器染料的技术覆盖：
肌动蛋白：
Phalloidin系列(405/488/555/568/594/647)+活细胞Actin（647）
微管：活细胞Tubulin（555/647）
内质网：
Con-A系列(400LS/488/555/568/594/647)
膜/高尔基体：WGA系列（同上）
溶酶体：
503/577/633，其中633版本性能优于Lysotracker Deep Red
线粒体：551/578/641
脂滴：503/Nile Red
细胞核：
Hoechst 33342/DAPI/DRAQ5/DRAQ7
荧光二抗体系：
宿主（Goat/Donkey/Rat）、物种反应性（Mouse/Rabbit/Rat）、纯化级别（Cross Adsorbed/Highly Cross Adsorbed）、同型特异性（如Fluor 488 Rat anti-mouse IgG1）。配合Phenologic.AI 2.0明场分割工具，可在复杂样本中实现精细的多重免疫荧光定量。
细胞功能试剂：从结构到生理
PhenoVue提供覆盖关键细胞事件的检测工具：
ROS检测：ROS-490/570/670，非荧光渗透探针，与羟基自由基、H₂O₂、次氯酸反应后发光
钙流检测：Fura-2 AM、Fluo-4 AM、Cal-520 AM/Cal-590 AM（及其Bright版本），较传统Fura体系提升信噪比和胞内保留时间
缺氧检测：HypoxiTRAK，远红色荧光，光谱与DRAQ5一致，可实时追踪单细胞缺氧历史
细胞活力：双色（绿/红）荧光法，同时定量活/死细胞
参考文献
【1】Cimini, B.A., Chandrasekaran, S.N., Kost-Alimova, M. et al. Optimizing the Cell Painting assay for image-based profiling. Nat Protoc 18, 1981–2013 (2023).