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中国团队研发无标记质谱流式技术 为肿瘤研究提供新工具
2022年03月24日 11:26:55
来源：化工仪器网 作者：宋池 点击量：5520
2022年3月，北京大学与清华大学团队合作，开发出用于免疫细胞与肿瘤相互作用研究的新一代免标记单细胞质谱流式技术。研究成果发表在《化学科学》杂志。
【化工仪器网 项目成果】2022年3月，北京大学韩国军团队与清华大学张新荣教授团队合作，开发出用于免疫细胞与肿瘤相互作用研究的新一代免标记单细胞质谱流式技术(label-free mass cytometry，CyESI-MS)。该项目获得了2021年北京大学“临床医学+X”青年专项的支持。研究成果发表在《化学科学》杂志，题为“Dynamic metabolic change of cancer cells induced by natural killer cells at the single-cell level studied by label-free mass cytometry”。
质谱流式细胞技术(mass cytometry)是利用质谱原理对单细胞进行多参数检测的流式技术，继承了传统流式细胞仪的高速分析的特点，又具有质谱检测的高分辨能力。目前质谱流式细胞技术采用的仪器是CyTOF(Cytometry by Time-Of-Flight)，以电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)作为检测装置，其原理是用纯化的单元素同位素标记抗体，然后使用ICP-MS检测该元素离子峰。
质谱流式细胞技术可同时检测的通道多，可操作性强，成本低，为单细胞分析提供了强有力的工具，对生物医学前沿领域的基础科研与临床应用起到巨大的推动作用。作为一种新兴的单细胞检测技术，质谱流式细胞技术仍在不断发展和进步中，CyESI-MS就是其在非抗体免疫标记的单细胞代谢组学质谱检测方向的新突破。
CyESI-MS通过优化设计静电场与气液鞘流单细胞进样装置实现了独立细胞中代谢小分子在线电喷雾离子化。该技术应用于研究肿瘤免疫治疗中天然杀伤性NK细胞对肿瘤细胞代谢过程的影响。同时，该新技术为免疫细胞与癌细胞的相互作用机理研究提供了建立单细胞代谢图谱的有效手段，并为单细胞多组学结合的研究提出了新的解决方法。
天然杀伤性NK细胞是人体最重要的免疫细胞之一，是免疫系统中识别和杀死癌细胞的初始免疫成分。与B淋巴细胞和T淋巴细胞不同，NK细胞介导的免疫反应无需引入抗原即可直接产生细胞毒性，因此NK细胞杀伤癌细胞的综合能力更强。随着近年来NK细胞疗法的巨大进步，NK细胞的应用将成为对抗癌细胞的更强有力的武器。
研究团队利用 CyESI-MS在单细胞水平上研究了NK细胞诱导的癌细胞的动态代谢物变化。随着NK细胞(效应细胞)和癌细胞(靶细胞)比例的增加，癌细胞的代谢物指纹图谱连续发生变化，谷胱甘肽(GSH)、肌酸、谷氨酸和?；撬岬?9种与细胞凋亡相关的代谢物也发生了变化。
研究结果表明，NK细胞诱导的癌细胞凋亡是一个代谢物不断变化的过程。即使在同一个细胞系中，个体癌细胞仍然对NK细胞表现出不同的敏感性。这项工作将为使用代谢物评估NK细胞的毒性提供新的思路，并揭示NK细胞在异质个体癌细胞中诱导的细胞凋亡过程。
编辑点评：癌症是人类健康的大敌，人口增长、社会老龄化以及癌症相关的危险因素随着科技的发展更加广泛等使癌症在现代社会愈加“流行”。目前癌症治疗仍然是现代医学难以攻克的难关。寻找癌症防治方法需要对癌细胞进行深入研究，而新技术的出现将大大推进相关的研究进展，也增加了人类治愈癌症的希望。
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