記者27日從中國農(nóng)業(yè)科學院獲悉，該院農(nóng)業(yè)質(zhì)量標準與檢測技術(shù)研究所（以下簡稱“質(zhì)標所”）成功研發(fā)出國內(nèi)首套“細胞代謝動態(tài)追蹤系統(tǒng)”——細胞芯片-固相萃取-質(zhì)譜分析系統(tǒng)（Cell Chip-SPE-MS）。該系統(tǒng)能夠像衛(wèi)星導航般實時追蹤細胞內(nèi)的能量變化，首次揭開維生素D3抑制癌細胞生長的動態(tài)代謝密碼。相關(guān)成果已刊登在《塔蘭塔》上。
傳統(tǒng)檢測技術(shù)如同用放大鏡觀察細胞代謝，只能捕捉靜態(tài)畫面。研究團隊將芯片生物實驗室、自動凈化系統(tǒng)和精密檢測儀三大模塊創(chuàng)新性整合，打造出活細胞培養(yǎng)、代謝在線富集和實時監(jiān)測一體化平臺。其中，這個不足硬幣厚的透明芯片內(nèi)，排布著多個微流通道，能夠同時實現(xiàn)不同種類細胞在同一藥物、同一培養(yǎng)環(huán)境下的共培養(yǎng)和同一種類細胞在不同藥物、同一環(huán)境下的共培養(yǎng)，且可以通過控制流體以使細胞進行原位操作，具有低試劑消耗量、高通量、低污染的優(yōu)點。
“我們給每個代謝分子裝上了‘追蹤器’?！闭撐牡谝蛔髡?、質(zhì)標所博士許檸介紹，新技術(shù)靈敏度較傳統(tǒng)方法提升百倍，相當于在西湖中檢測出一滴墨水的變化。通過向細胞注入特殊標記的葡萄糖，系統(tǒng)首次在不破壞細胞的情況下，連續(xù)24小時記錄下癌細胞“進食”糖分的全過程。
試驗發(fā)現(xiàn)，肝癌和結(jié)腸癌細胞就像“糖癮患者”，表現(xiàn)出顯著的Warburg效應(yīng)，其糖酵解活性和乳酸產(chǎn)量顯著高于正常肝細胞，而維生素D3活性物質(zhì)能精準切斷結(jié)腸癌細胞的“糖管道”，使其能量供應(yīng)減少。這種抑制作用通過激活維生素D受體實現(xiàn)，為抗癌藥物研發(fā)提供了新靶點。
該技術(shù)已成功解析8類關(guān)鍵代謝物的動態(tài)變化，包括癌細胞特有的絲氨酸合成路徑。許檸形象比喻：“就像看清癌細胞從‘采購原料’到‘生產(chǎn)廢料’的完整流水線。”目前系統(tǒng)可同時監(jiān)測百個細胞樣本，檢測效率提升20倍，未來將用于功能性食品評價和農(nóng)藥毒性篩查。
質(zhì)標所“飼料質(zhì)量安全檢測與評價”創(chuàng)新團隊首席王培龍表示，隨著該技術(shù)進一步完善和發(fā)展，有望繪制出更精細的“人體細胞能量地圖”，為毒理評價、精準醫(yī)療提供新利器。
（質(zhì)標所供圖）
