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記者27日從中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院獲悉，該院農(nóng)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)與檢測技術(shù)研究所（以下簡稱“質(zhì)標(biāo)所”）成功研發(fā)出國內(nèi)首套“細(xì)胞代謝動(dòng)態(tài)追蹤系統(tǒng)”——細(xì)胞芯片-固相萃取-質(zhì)譜分析系統(tǒng)（Cell Chip-SPE-MS）。該系統(tǒng)能夠像衛(wèi)星導(dǎo)航般實(shí)時(shí)追蹤細(xì)胞內(nèi)的能量變化，首次揭開維生素D3抑制癌細(xì)胞生長的動(dòng)態(tài)代謝密碼。相關(guān)成果已刊登在《塔蘭塔》上。

傳統(tǒng)檢測技術(shù)如同用放大鏡觀察細(xì)胞代謝，只能捕捉靜態(tài)畫面。研究團(tuán)隊(duì)將芯片生物實(shí)驗(yàn)室、自動(dòng)凈化系統(tǒng)和精密檢測儀三大模塊創(chuàng)新性整合，打造出活細(xì)胞培養(yǎng)、代謝在線富集和實(shí)時(shí)監(jiān)測一體化平臺(tái)。其中，這個(gè)不足硬幣厚的透明芯片內(nèi)，排布著多個(gè)微流通道，能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)不同種類細(xì)胞在同一藥物、同一培養(yǎng)環(huán)境下的共培養(yǎng)和同一種類細(xì)胞在不同藥物、同一環(huán)境下的共培養(yǎng)，且可以通過控制流體以使細(xì)胞進(jìn)行原位操作，具有低試劑消耗量、高通量、低污染的優(yōu)點(diǎn)。

“我們給每個(gè)代謝分子裝上了‘追蹤器’?！闭撐牡谝蛔髡?、質(zhì)標(biāo)所博士許檸介紹，新技術(shù)靈敏度較傳統(tǒng)方法提升百倍，相當(dāng)于在西湖中檢測出一滴墨水的變化。通過向細(xì)胞注入特殊標(biāo)記的葡萄糖，系統(tǒng)首次在不破壞細(xì)胞的情況下，連續(xù)24小時(shí)記錄下癌細(xì)胞“進(jìn)食”糖分的全過程。

試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，肝癌和結(jié)腸癌細(xì)胞就像“糖癮患者”，表現(xiàn)出顯著的Warburg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，而維生素D3活性物質(zhì)能精準(zhǔn)切斷結(jié)腸癌細(xì)胞的“糖管道”，使其能量供應(yīng)減少。這種抑制作用通過激活維生素D受體實(shí)現(xiàn)，為抗癌藥物研發(fā)提供了新靶點(diǎn)。

該技術(shù)已成功解析8類關(guān)鍵代謝物的動(dòng)態(tài)變化，包括癌細(xì)胞特有的絲氨酸合成路徑。許檸形象比喻：“就像看清癌細(xì)胞從‘采購原料’到‘生產(chǎn)廢料’的完整流水線。”目前系統(tǒng)可同時(shí)監(jiān)測百個(gè)細(xì)胞樣本，檢測效率提升20倍，未來將用于功能性食品評(píng)價(jià)和農(nóng)藥毒性篩查。

質(zhì)標(biāo)所“飼料質(zhì)量安全檢測與評(píng)價(jià)”創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)首席王培龍表示，隨著該技術(shù)進(jìn)一步完善和發(fā)展，有望繪制出更精細(xì)的“人體細(xì)胞能量地圖”，為毒理評(píng)價(jià)、精準(zhǔn)醫(yī)療提供新利器。

（質(zhì)標(biāo)所供圖）