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質(zhì)譜技術(shù)進展：清華大學(xué)團隊發(fā)展單細胞分析新技術(shù)
2021年05月20日 10:07:10
來源：化工儀器網(wǎng) 作者：宋池 點擊量：8522
近日，清華大學(xué)精密儀器系的研究團隊發(fā)展了一種基于質(zhì)譜技術(shù)的單細胞脂質(zhì)組精細結(jié)構(gòu)分析的新方法，實現(xiàn)了哺乳動物單細胞內(nèi)脂質(zhì)的大規(guī)模精細結(jié)構(gòu)分析。相關(guān)結(jié)果發(fā)表于《自然?通訊》（Nature Communications）上。
【化工儀器網(wǎng) 項目成果】近日，清華大學(xué)精密儀器系的研究團隊發(fā)展了一種基于質(zhì)譜技術(shù)的單細胞脂質(zhì)組精細結(jié)構(gòu)分析的新方法，實現(xiàn)了哺乳動物單細胞內(nèi)脂質(zhì)的大規(guī)模精細結(jié)構(gòu)分析。相關(guān)結(jié)果發(fā)表于《自然•通訊》(Nature Communications)上。
單細胞分析即對單個細胞進行分析研究。世界上沒有兩片完全相同的樹葉，也沒有兩個完全相同的細胞。單個細胞之間在蛋白質(zhì)水平、所表達的RNA轉(zhuǎn)錄子等方面都可能有明顯的差別，即所謂的細胞異質(zhì)性。而單細胞分析技術(shù)就是研究細胞異質(zhì)性的有效方法。對于細胞異質(zhì)性的研究在生物、醫(yī)藥等領(lǐng)域都有著重要的意義。
單細胞分析技術(shù)的研究對象包括基因組、表觀基因組、轉(zhuǎn)錄組、蛋白質(zhì)組和代謝組譜系等。其中基因組學(xué)分析技術(shù)經(jīng)過多年的發(fā)展已經(jīng)較為成熟，轉(zhuǎn)錄組學(xué)和蛋白組學(xué)分析技術(shù)近年來也大受關(guān)注，而脂質(zhì)組學(xué)分析則是剛起步的新技術(shù)。
脂質(zhì)是細胞的主要組成成分之一，不但數(shù)量龐大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，而且由于脂質(zhì)的碳碳雙鍵位置、脂肪酸鏈位置等多處結(jié)構(gòu)特征均可變化，異構(gòu)體數(shù)量也有很多。所以針對單細胞的脂質(zhì)組分析對技術(shù)的要求非常高。目前單細胞脂質(zhì)組分析主要使用質(zhì)譜技術(shù)，如探針電噴霧質(zhì)譜、流式電噴霧質(zhì)譜和單探針質(zhì)譜等。雖然質(zhì)譜技術(shù)具有靈敏度高、特異性強等優(yōu)勢，但是單個細胞內(nèi)脂質(zhì)的定量分析和精細結(jié)構(gòu)鑒定仍然存在不小的問題。
清華大學(xué)研究團隊發(fā)展的單細胞脂質(zhì)組精細結(jié)構(gòu)表征技術(shù)為解決這一問題提供了可行的方案。該項技術(shù)是研究團隊利用自由基誘導(dǎo)解離、光化學(xué)衍生與多級質(zhì)譜，與細胞固定、細胞電遷移和按需電噴霧離子化等手段相結(jié)合發(fā)展起來的前沿成果。不僅解決了哺乳動物單細胞內(nèi)大規(guī)模脂質(zhì)的按需、高靈敏度檢測的技術(shù)挑戰(zhàn)，還能夠?qū)崿F(xiàn)脂質(zhì)脂肪酸鏈、sn-位置、碳碳雙鍵位置等精細結(jié)構(gòu)鑒定。
在實驗中，研究人員完成了對單細胞內(nèi)脂質(zhì)C=C位置異構(gòu)體和脂質(zhì)sn位置異構(gòu)體的鑒定和相對定量分析。結(jié)果表明該技術(shù)能實現(xiàn)多個脂質(zhì)分子的精細結(jié)構(gòu)鑒定和相對定量。而且研究人員還利用這一技術(shù)區(qū)分了基于脂質(zhì)C=C異構(gòu)體分析的敏感和耐藥肺癌細胞，為該技術(shù)在精準醫(yī)療方面的應(yīng)用提供支持。
癌細胞也具有很強的細胞異質(zhì)性，單細胞脂質(zhì)技術(shù)的發(fā)展對于癌癥研究以及精準治療也有重要意義。隨著生活方式的轉(zhuǎn)變以及老齡化的發(fā)展，癌癥對人類造成的健康威脅已經(jīng)變得越來越大。癌癥患者數(shù)量急劇增加，癌癥的檢測與治療技術(shù)也在快速發(fā)展，精準治療就是癌癥治療技術(shù)的主要發(fā)展方向。細胞異質(zhì)性研究是實現(xiàn)精準治療的重要基礎(chǔ)，單細胞脂質(zhì)組分析技術(shù)作為單細胞分析的新興技術(shù)，對于癌癥精準治療的發(fā)展將起到重要的推動作用。除此之外在生物學(xué)基礎(chǔ)研究、疾病標志物篩查及新藥研發(fā)等領(lǐng)域也有很大的應(yīng)用價值。
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