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單細胞質譜結合熒光顯微鏡 研究細胞間相互作用的代謝組學
2022年09月05日 16:14:17
來源：化工儀器網 作者：宋池 點擊量：4433
近期，俄克拉荷馬大學團隊利用藥物敏感細胞和耐藥細胞建立了直接共培養系統，結合單細胞質譜分析與熒光顯微鏡研究了細胞間相互對于不同類癌細胞耐藥性的影響。
【化工儀器網 項目成果】近期，俄克拉荷馬大學團隊利用藥物敏感細胞和耐藥細胞建立了直接共培養系統，結合單細胞質譜分析與熒光顯微鏡研究了細胞間相互對于不同類癌細胞耐藥性的影響。相關研究成果發表在期刊Chemical Science 上。
細胞間相互作用對于在細胞間傳遞信號和維持其從單細胞水平到組織的正常功能至關重要。在癌癥研究中，耐藥細胞和藥物敏感細胞之間的相互作用在腫瘤化療耐藥性的發展中起著重要作用。現有研究已經表明，盡管耐藥細胞本身表現出對抗癌藥物的耐藥性，但它們與腫瘤微環境中的藥物敏感細胞的交流可以增強后者的化療耐藥性。這些機制歸因于P-糖蛋白、中期因子、代謝物等分子的細胞間轉移。作為細胞過程的終產物，代謝物直接而靈敏地反映細胞的遺傳和環境變化，因此代謝組學研究可以用于深入了解對細胞間通訊。
質譜 (MS) 是代謝組學研究的有力工具，而單細胞MS (SCMS)分析可以為了解異質細胞之間的相互作用提供獨特的信息。在該研究中，研究團隊設計了一個新的工作流程，將單探針 SCMS 技術與熒光顯微鏡相結合，以研究共培養系統中藥物敏感細胞和耐藥細胞之間的相互作用。團隊利用綠色熒光蛋白(GFP)標記的藥物敏感細胞(HCT116-GFP)和無標記的耐藥細胞(IRI-HCT116)建立直接共培養系統，利用熒光顯微鏡來區分這兩種類型的細胞，定位單個 HCT116-GFP 細胞，然后使用單探針 SCMS 技術測量細胞代謝物。
研究結果表明，通過與耐藥細胞的相互作用，藥物敏感的癌細胞獲得了明顯增加的耐藥性，并表現出急劇改變的代謝物。進一步的研究發現，耐藥性的增加與藥物敏感細胞通過共培養的多種代謝調節有關，例如鞘磷脂脂質和乳酸的上調以及TCA循環中間體的下調。該方法允許對異質群體中用熒光蛋白或染料標記的單個細胞進行直接MS代謝組學研究。
這項研究提供了一種新方法，通過結合單探針 SCMS 和熒光顯微鏡來研究由于不同類型細胞之間的直接細胞間相互作用而導致的細胞代謝改變。該方法允許對在相同條件下生長的不同類型的活細胞進行環境SCMS代謝組學研究，并進行細胞-細胞直接接觸。
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