原創(chuàng) OLYMPUS生命科學 
 
最近小編和奮戰(zhàn)在科研一線的老同學劉博士聊天時，劉博表示最近很郁悶。自己原本前不久辛辛苦苦養(yǎng)了幾周的細胞，做了實驗后獲得了能夠驗證自己猜測的結(jié)果，本想再重復(fù)一次獲得一個更漂亮更具有說服力的數(shù)據(jù)，結(jié)果卻沒能重復(fù)出來......

實驗的可重復(fù)性對于生物研究來說確實是一個老生常談的話題。Nature雜志也曾對1576名科研人員進行網(wǎng)絡(luò)調(diào)查，結(jié)果顯示，超過70％的科研人員無法重復(fù)他人的實驗結(jié)果，超50％無法重復(fù)自己的實驗結(jié)果^*1。

而生物研究結(jié)果的可重復(fù)性較之物理化學等學科難度更大。但是可重復(fù)性以及可重復(fù)性的證據(jù)一直以來都是實驗結(jié)果可靠性的重要證明，尤其是最近科研工作者甚至是科技愛好者對實驗結(jié)果的可靠性也越來越關(guān)注。     
  
而對于生物研究中需要培養(yǎng)細胞的研究，實驗的可重復(fù)性通常更是一項挑戰(zhàn)。因為細胞不同的數(shù)量、狀態(tài)等都會對精細的生物實驗的結(jié)果造成影響。為了解決這一問題，Nature雜志在同一篇文章中也提出了“更出色的實驗設(shè)計”以及“更優(yōu)化的統(tǒng)計”作為對策。然而，在落實該建議時，如何獲取所需的定量數(shù)據(jù)讓研究人員感到疲憊不堪。

為解決這一問題，我們研發(fā)出了CM20細胞培養(yǎng)監(jiān)控系統(tǒng)，可以采集細胞培養(yǎng)的定量數(shù)據(jù)，從而提高實驗的可重復(fù)性，也減輕了研究人員采集數(shù)據(jù)的負擔。
 
在傳統(tǒng)的細胞培養(yǎng)流程中，每次細胞數(shù)量的獲取都需要操作人員進行手動計數(shù)。并且細胞培養(yǎng)質(zhì)量判斷和操作時間安排，比如細胞何時傳代、什么樣的狀態(tài)以及多少數(shù)量的細胞可以收獲然后用于下面的實驗等，都由操作人員以主觀方式判斷，但由于判斷標準不同，便會造成不同操作人員之間的實驗結(jié)果差異很大。此外，在采集細胞定量數(shù)據(jù)時，需要取出一部分樣品，缺乏以無損且無污染的方式測量大量數(shù)據(jù)的實用工具。
由于CM20細胞培養(yǎng)監(jiān)控系統(tǒng)無需將細胞樣品從培養(yǎng)箱中取出，即可實現(xiàn)自動穩(wěn)定的觀察，因此，無需研究人員干預(yù)就能夠采集到定量數(shù)據(jù)。

CM20還可根據(jù)采集的圖像自動測量細胞數(shù)量獲得細胞的生長曲線，并計算作為細胞增殖能力指標的倍增時間。
以下為成功利用CM20細胞傳代定量數(shù)據(jù)進行質(zhì)量評估的示例。在人類臍靜脈內(nèi)皮細胞（HUVEC）傳代培養(yǎng)過程中，使用CM20采集到大量圖像，并分析細胞形態(tài)和倍增時間。

我們發(fā)現(xiàn)，HUVEC傳代培養(yǎng)過程中的倍增時間與其血管生成潛力密切相關(guān)。

在本研究中，已經(jīng)證明HUVEC在第8次傳代后倍增時間最長，是增殖能力發(fā)生變化的地方，并具有較好的血管生成潛力。因為整個細胞培養(yǎng)是在CM20的監(jiān)測下進行的，所以HUVEC傳代后的狀態(tài)數(shù)量都被以同一的標準采集并識別分析，因此具有高度可重復(fù)性。
（本結(jié)果使用CM20原型系統(tǒng)獲得^*2 ，有關(guān)實驗詳細信息，請參閱《科學報告》相關(guān)論文)  圖6（a）不同傳代次數(shù)后的細胞形態(tài)：每次傳代記錄圖像數(shù)據(jù)（b）傳代次數(shù)與細胞增長率之間的關(guān)系：其顯示了HUVEC第8次傳代時的增長率發(fā)生明顯變化（c）HUVEC的血管生成潛力和傳代次數(shù)：在P7處較成功的血管生成，在P12處顯示較差的血管生成



參考文獻：
*1) Monya Baker，“1,500名科學家揭開重現(xiàn)性序幕”，《自然》雜志533，452–454（2016年5月26日）
*2) Tatsuya Osaki，Tatsuto Kageyama，Yuka Shimazu，Dina Mysnikova，Shintaro Takahashi，Takimoto Shinichi和Junji Fukuda，“用于穩(wěn)定細胞培養(yǎng)的平板式epi浮雕相襯細胞監(jiān)控系統(tǒng)”，《自然科學報告》 ISSN 2045-2322（在線版）（2017年5月15日）