(資料圖片)

近期，俄克拉荷馬大學(xué)團(tuán)隊(duì)利用藥物敏感細(xì)胞和耐藥細(xì)胞建立了直接共培養(yǎng)系統(tǒng)，結(jié)合單細(xì)胞質(zhì)譜分析與熒光顯微鏡研究了細(xì)胞間相互對于不同類癌細(xì)胞耐藥性的影響。相關(guān)研究成果發(fā)表在期刊Chemical Science上。

細(xì)胞間相互作用對于在細(xì)胞間傳遞信號(hào)和維持其從單細(xì)胞水平到組織的正常功能至關(guān)重要。在癌癥研究中，耐藥細(xì)胞和藥物敏感細(xì)胞之間的相互作用在腫瘤化療耐藥性的發(fā)展中起著重要作用?，F(xiàn)有研究已經(jīng)表明，盡管耐藥細(xì)胞本身表現(xiàn)出對抗癌藥物的耐藥性，但它們與腫瘤微環(huán)境中的藥物敏感細(xì)胞的交流可以增強(qiáng)后者的化療耐藥性。這些機(jī)制歸因于P-糖蛋白、中期因子、代謝物等分子的細(xì)胞間轉(zhuǎn)移。作為細(xì)胞過程的終產(chǎn)物，代謝物直接而靈敏地反映細(xì)胞的遺傳和環(huán)境變化，因此代謝組學(xué)研究可以用于深入了解對細(xì)胞間通訊。

質(zhì)譜 (MS) 是代謝組學(xué)研究的有力工具，而單細(xì)胞MS (SCMS)分析可以為了解異質(zhì)細(xì)胞之間的相互作用提供獨(dú)特的信息。在該研究中，研究團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了一個(gè)新的工作流程，將單探針 SCMS 技術(shù)與熒光顯微鏡相結(jié)合，以研究共培養(yǎng)系統(tǒng)中藥物敏感細(xì)胞和耐藥細(xì)胞之間的相互作用。團(tuán)隊(duì)利用綠色熒光蛋白(GFP)標(biāo)記的藥物敏感細(xì)胞(HCT116-GFP)和無標(biāo)記的耐藥細(xì)胞(IRI-HCT116)建立直接共培養(yǎng)系統(tǒng)，利用熒光顯微鏡來區(qū)分這兩種類型的細(xì)胞，定位單個(gè) HCT116-GFP 細(xì)胞，然后使用單探針 SCMS 技術(shù)測量細(xì)胞代謝物。

研究結(jié)果表明，通過與耐藥細(xì)胞的相互作用，藥物敏感的癌細(xì)胞獲得了明顯增加的耐藥性，并表現(xiàn)出急劇改變的代謝物。進(jìn)一步的研究發(fā)現(xiàn)，耐藥性的增加與藥物敏感細(xì)胞通過共培養(yǎng)的多種代謝調(diào)節(jié)有關(guān)，例如鞘磷脂脂質(zhì)和乳酸的上調(diào)以及TCA循環(huán)中間體的下調(diào)。該方法允許對異質(zhì)群體中用熒光蛋白或染料標(biāo)記的單個(gè)細(xì)胞進(jìn)行直接MS代謝組學(xué)研究。

這項(xiàng)研究提供了一種新方法，通過結(jié)合單探針 SCMS 和熒光顯微鏡來研究由于不同類型細(xì)胞之間的直接細(xì)胞間相互作用而導(dǎo)致的細(xì)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(xì)胞進(jìn)行環(huán)境SCMS代謝組學(xué)研究，并進(jìn)行細(xì)胞-細(xì)胞直接接觸。

關(guān)鍵詞： 相互作用 熒光顯微鏡 代謝組學(xué)