Cell子刊解读!迷信家应用单细胞成像技术或能完整界说肿瘤微情况的代谢状态!

2021年2月28日 讯 /100医药网BIOON/ --近日，一篇颁发在国内杂志Cell Reports上题为“Single-cell resolved imaging reveals intra-tumor heterogeneity in glycolysis， transitions between metabolic states， and their regulatory mechanisms”的研讨申报中，来自Francis Crick研讨所等机构的迷信家们通过研讨指出，单细胞成像技术或无望帮忙阐发肿瘤微情况的代谢状态。

好多年夜型制药公司都在分秒必争地推出针对SARS-CoV-2的疫苗，其所采取的办法是改革现有的试验性mRNA基因疗法来携带新型的无效载荷；虽然这些癌症疫苗最初所编码的是繁多RNA分子新抗原连环体，其能最优地出现在特定的HLA受体上，从而加强CD8+ T细胞的抗肿瘤反馈。但如今它们可能提供优化版本的刺突卵白受体联合域，从而激起维护性中和性抗体的发生。

但事情仿佛并没有到此停止，这些制药公司仍旧在不时尽力研讨来从新定向简化的药物发现管道来挑选能阻断SARS感化、病毒性命周期或炎症后遗症的小型分子克制剂；跟着疫苗战斗的成功者和医治挑战开端呈现，如今一个充斥灵感的行业正在以新的活气和目标从新扑灭了研讨职员抵挡癌症的战役。

图片起源：H. Kondo et. al. Cell Reports Feb. 16, 2021

这项研讨中，研讨职员报道了一种新技术，其能帮忙在癌症的整个性命周期中同时评价单细胞中的卵白生物标记物和遗传缺点成为能够；虽然这类信息关于在异质性肿瘤内呈现新型的耐药克隆时调整疗法至关紧张，但或者还会有更多的故事；细胞的基因图谱提醒了其可能干什么，即其能够会使用什么基质，以及其相对必要哪些基质；但对于细胞在任何特定的光阴到底在做什么，研讨职员或者并不知情；话句话说，这提醒了细胞代谢这些基质/底物的速率，在最上层，这或者是通过糖酵解、有氧糖酵解或线粒体氧化磷酸化等进程。

诸如正电子发射断层扫描(18F-FDG PET)、盘算机断层扫描和超极化磁共振成像（MRI）等成像技术始终是区分肿瘤代谢状态的名贵对象，但这些对象缺乏足够的分辩率来研讨细胞程度的异质性，为此研讨职员就必要进行细胞培育和体内模子的开辟，同时还必要在这些模子中对独自标志的细胞进行成像研讨；这项研讨中，研讨职员就开辟出了一种新型技术来进行此类研讨。

肿瘤中的糖酵解进程常常会被上调，从而就会招致细胞增殖所需的代谢中心物的生物合成添加，细胞能通过上调磷脂酰肌醇3-激酶（PI3K）旌旗灯号来完成这一目标，要么通过得到活性渐变、失活负向调理磷酸酶PTEN中的渐变；或添加受体酪氨酸激酶旌旗灯号。PI3K旌旗灯号转导能部门通过AKT（卵白激酶B）来加强糖酵解的通量，以及通过其它介质终极来节制肌动卵白的骨架和局部膜动静个性。在雌激素受体阳性的肿瘤中（ER+），多种PI3K克制剂今朝曾经作为疗法被同意使用，当然其关于抵制力更强的三阴性肿瘤亚型而言，迷信家们还在进一步摸索其无效的医治伎俩。

文章中，研讨职员应用葡萄糖荧光共振能量转移成像技术（FRET）、代谢组学、活性氧物种检测以及线粒体膜电位荧光成像（携带TMRE标签）的组合性伎俩，在单细胞程度上界说了肿瘤异质性特征；随后研讨职员还应用流式细胞仪拆散出了高和低葡萄糖浓度的细胞进行培育，从而进行更为详细的阐发。MCF-7乳腺癌细胞能在分歧品种的培育液中培育，从而就能反映出分歧的肿瘤情况，随后研讨者将培育液植入到小鼠的乳腺脂肪垫组织中；将肿瘤细胞系植入回机体和原始组织（正位模子）中就能保留正常的免疫-肿瘤互相作用。

此外，患者机体衍生的异种移动物（PDXs）也能被植入到免疫克制的小鼠模子机体中，从而来在规则的情况中评价人类癌症；从传统角度来讲，癌细胞可能被植入到皮上去不便进行小鼠研讨，然而，这种肿瘤会过早溃烂，并迫使研讨过早终止；而诸如subQperior等新型试验步调（将细胞间接诸如到乳腺脂肪垫的基质中）就能作为癌症研讨的紧张模子。

研讨职员发现，肿瘤组织中会搀杂着分歧区域的高葡萄糖和低葡萄糖细胞，这些细胞的状态能维持超过10个小时；现实证实，这些代谢状态可以跨越有丝决裂而遗传给子代细胞，乃至相邻的细胞也可以完整分歧。研讨职员推测，代谢状态的遗传根底或者便是表观遗传学调控；而通过检测多种克制剂，他们发现，虽然PI3K的克制可能“击倒”好多细胞，但当特别的溴区构造域卵白质被同时克制时就会获得更好的后果。溴原子含有110合个氨基酸基团，其能辨认组卵白N端尾部的表观乙酰化修饰；当溴原子链的赖氨酸乙酰化“读者”失灵时，细胞就会对PI3K克制剂发生耐受性；迄今为止，研讨职员发现了至多43种溴原子卵白，此中好多都是组卵白乙酰化转移酶。

研讨职员察看到，分歧状态下的癌细胞具备分歧的易理性/软弱性，高葡萄糖的细胞尤其关于胞外丙酮酸依赖，但在低葡萄糖癌细胞或基质成纤维细胞存在时，这种软弱性就会被掩饰笼罩；丙酮酸脱氢酶的一个调理因子便是Akt激酶，这就提示或者还有其他办法来医治这些癌症类型。将单细胞遗传和卵白标志物多组学预测因子与单细胞代谢组学相联合，研讨职员或者就能提出无效抵挡任何癌症的全面见解。（100医药网100yiyao.com）