2022年3月，北京大學(xué)跨學(xué)部生物醫(yī)學(xué)工程系、醫(yī)學(xué)技術(shù)研究院口腔醫(yī)學(xué)技術(shù)專業(yè)韓國(guó)軍團(tuán)隊(duì)與清華大學(xué)張新榮教授團(tuán)隊(duì)合作，在免標(biāo)記質(zhì)譜流式單細(xì)胞新技術(shù)開發(fā)以及用于免疫細(xì)胞與腫瘤相互作用研究中取得了重要的進(jìn)展，研究成果在Chemical Science雜志上以題目“Dynamic metabolic change of cancer cells induced by natural killer cells at the single-cell level studied by label-free mass cytometry”發(fā)表。該項(xiàng)目獲得了2021年北京大學(xué)“臨床醫(yī)學(xué)+X”青年專項(xiàng)的支持。
單細(xì)胞檢測(cè)新技術(shù)的蓬勃發(fā)展如基因組與轉(zhuǎn)錄組的測(cè)序技術(shù)、蛋白組的熒光與質(zhì)譜流式技術(shù)等對(duì)生物醫(yī)學(xué)前沿領(lǐng)域的基礎(chǔ)科研與臨床應(yīng)用起到巨大的推動(dòng)作用。但是，單細(xì)胞代謝組學(xué)的研究一直是當(dāng)今生物科學(xué)技術(shù)的難題之一，已成為限制單細(xì)胞多組學(xué)深度研發(fā)的瓶頸、是重要的科學(xué)問題與技術(shù)難點(diǎn)所在。
圖1 免標(biāo)記質(zhì)譜流式技術(shù)結(jié)構(gòu)原理與單細(xì)胞代謝分析圖譜
新一代免標(biāo)記單細(xì)質(zhì)譜流式技術(shù)（label-free mass cytometry，CyESI-MS）是在單細(xì)胞質(zhì)譜流式技術(shù)（Mass Cytometry，CyTOF）基礎(chǔ)上開發(fā)出的非抗體免疫標(biāo)記的單細(xì)胞代謝組學(xué)質(zhì)譜檢測(cè)技術(shù)，通過優(yōu)化設(shè)計(jì)靜電場(chǎng)與氣液鞘流單細(xì)胞進(jìn)樣裝置實(shí)現(xiàn)了獨(dú)立細(xì)胞中代謝小分子在線電噴霧離子化。該技術(shù)應(yīng)用于研究腫瘤免疫治療中天然殺傷性NK細(xì)胞對(duì)腫瘤細(xì)胞代謝過程的影響。實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)涉及谷胱甘肽、肌肉素、谷氨酸、?；撬岬确肿诱{(diào)控的癌細(xì)胞凋亡代謝通路，可以為腫瘤的免疫治療提出新的思路。同時(shí)，該新技術(shù)為免疫細(xì)胞與癌細(xì)胞的相互作用機(jī)理研究提供了建立單細(xì)胞代謝圖譜的有效手段，并為單細(xì)胞多組學(xué)結(jié)合的研究提出了新的解決方法。
圖2 實(shí)驗(yàn)室搭建同位素標(biāo)記單細(xì)胞無(wú)機(jī)質(zhì)譜成像分析平臺(tái)
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