近日，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)與檢測(cè)技術(shù)研究所飼料質(zhì)量安全檢測(cè)與評(píng)價(jià)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一種基于同位素示蹤的細(xì)胞芯片—固相萃取質(zhì)譜分析系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了細(xì)胞代謝高靈敏動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，系統(tǒng)解析了維生素D3對(duì)癌癥代謝調(diào)控機(jī)制。相關(guān)研究成果發(fā)表在《塔蘭塔（Talanta）》上。
針對(duì)傳統(tǒng)代謝分析技術(shù)難以實(shí)時(shí)追蹤動(dòng)態(tài)代謝通路、區(qū)分同位素標(biāo)記代謝物靈敏度不足等問題，該研究創(chuàng)新性地將細(xì)胞微流控芯片與在線固相萃取質(zhì)譜技術(shù)結(jié)合，構(gòu)建了高分辨、高靈敏的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)細(xì)胞代謝分析平臺(tái)。通過優(yōu)化微流控芯片上的細(xì)胞培養(yǎng)條件和固相萃取柱分離程序，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)氨基酸、有機(jī)酸等代謝物的自動(dòng)化在線富集與檢測(cè)，檢測(cè)限低至0.10~9.43微摩爾/毫升。引入穩(wěn)定性碳同位素-葡萄糖示蹤技術(shù)，首次在不依賴衍生化的情況下，實(shí)時(shí)追蹤了癌細(xì)胞內(nèi)糖酵解、絲氨酸合成等關(guān)鍵代謝通路的動(dòng)態(tài)變化。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，肝癌細(xì)胞（HepG2）和結(jié)腸癌細(xì)胞（HCT116）表現(xiàn)出顯著的瓦博格（有氧糖代謝）效應(yīng)，其糖酵解活性和乳酸產(chǎn)量顯著高于正常肝細(xì)胞，維生素D3活性代謝物1,25-二羥基維生素D3（1,25VD3）可特異性抑制結(jié)腸癌細(xì)胞的葡萄糖攝取及下游代謝物合成，揭示了其通過維生素D受體調(diào)控癌癥代謝重編程的新機(jī)制。細(xì)胞芯片—固相萃取質(zhì)譜分析系統(tǒng)為癌細(xì)胞代謝異質(zhì)性研究提供了強(qiáng)有力的工具，并可拓展至藥物篩選、功能成分評(píng)價(jià)和危害物毒理評(píng)估等領(lǐng)域。
該研究得到國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國(guó)家自然科學(xué)基金和中國(guó)博士后科學(xué)基金等項(xiàng)目資助。（通訊員 劉全吉）
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