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我科學家創(chuàng)造捕捉腫瘤特異代謝物的新方法

更新時間:2021-01-14  |  點擊率:893

細胞和人一樣,需要吃喝拉撒。不同的是,它們的“糧食”是一個個小分子,也稱之為代謝物。一個正常細胞一旦攜帶一個或者多個突變的基因,導致分裂失控,就會變成癌細胞。成千上萬的癌細胞堆積在一起就形成了腫瘤,而癌癥就是惡性腫瘤。與正常細胞相比,癌細胞吸收和排放的各種代謝物會發(fā)生相應改變,臨床上通過同位素標記這些特定的代謝物做核磁共振成像,就能“看到”腫瘤的形狀,也可依此來對腫瘤分型。

 

近日,北京腦科學與類腦研究中心戈鵡平實驗室和華中科技大學同濟醫(yī)學院附屬協(xié)和醫(yī)院熊南翔團隊在《自然·通訊》發(fā)表研究成果,為尋找到更多腫瘤生長所需的代謝物提供了新途徑。

如何尋找到更多腫瘤特異代謝物,一直是癌癥研究領域具挑戰(zhàn)的方向之一。戈鵡平介紹,常規(guī)做法是用來自患者的腫瘤組織進行體外分析,或者將腫瘤細胞轉移到小鼠內,成瘤后進行分析。但癌組織從體內拿出,或在動物身上供養(yǎng),它們的“飲食習慣和生活環(huán)境”就被改變了,由此得到的結果和真實情況可能相去甚遠。

另一種方法,是通過大規(guī)模比較腫瘤病人和正常人的血液樣本,找到差異分子。然而,早期腫瘤相對整個人體的重量非常小,它們釋放的代謝物到血液中很快被稀釋近千或近萬倍,尋找起來如同大海撈針。

腫瘤需要血液提供各種營養(yǎng)來維持生長。血液都是通過動脈流入,然后通過龐雜的毛細血管網(wǎng),再匯集到腫瘤靜脈送出。“為了避免腫瘤釋放的小分子進入整個人體血液循環(huán)被稀釋,能否在血液流入和流出腫瘤的瞬間直接做分析?”戈鵡平和熊南翔團隊獨辟蹊徑,經(jīng)過反復體外模擬和動物實驗,在被手術切除之前的腦瘤中找到一根負責輸送血液入腫瘤的小動脈,同時找到一根負責收集腫瘤血液的小靜脈,各取極少量的血液,然后對同一患者的腫瘤上下游血樣進行測定和比對分析。

通過非常精密的色譜質譜聯(lián)用測定技術,科研人員鑒定了血樣中的204個小分子代謝物,發(fā)現(xiàn)有14種代謝物為腦瘤大量吸收利用,19種代謝物由腦瘤大量釋放。通過研究這些腫瘤利用和釋放的特定代謝小分子,可以提供尋找控制腫瘤生長的新靶點。

另一方面,由于癌癥分型非常復雜,比如腦瘤就有120種不同亞型,這些代謝小分子都可以作為潛在標記物,在未來用作影像分析,對腫瘤進行分型從而有助于治療。

“這一方法可以推及其他癌癥。”戈鵡平說。目前,該研究團隊已經(jīng)和北京、武漢兩地的各大醫(yī)院合作,把這個新的方法推及肺癌、胃癌等癌癥研究上。終目標是實現(xiàn)真正了解各種癌細胞“吃”了什么,來獲知控制腫瘤生長的新途徑。

現(xiàn)代生物技術包括基因工程、細胞工程、酶工程和發(fā)酵工程,這些技術的發(fā)展幾乎都與細胞培養(yǎng)有密切的關系,特別是在生物醫(yī)藥領域,細胞培養(yǎng)更具有特殊的作用。動物血清是一種富含營養(yǎng)的細胞培養(yǎng)基,它含有重要的蛋白質、脂類小分子、鹽、維生素、微量元素、氨基酸和其他復雜的成分,它們都是細胞生長所必需的營養(yǎng)素。

其中,胎牛血清和新生牛血清是常用的兩種。新生牛血清尤其在生物工程(如病毒疫苗工程,重組生物藥)行業(yè)中很為常用

 

一、牛血清在細胞培養(yǎng)基中的主要功能 牛血清是細胞培養(yǎng)中用量大的天然培養(yǎng)基,含有豐富的細胞生長必須的營養(yǎng)成份,具有極為重要的功能。

1.提供對維持細胞指數(shù)生長的激素,基礎培養(yǎng)基中沒有或量很少的營養(yǎng)物,以及主要的低分子營養(yǎng)物。

2. 提供結合蛋白,能識別維生素、脂類、金屬和其他激素等,能結合或調變它們所結合的物質活力。

3.有些情況下結合蛋白質能與有毒金屬和熱原質結合,起到解毒作用。

4.是細胞貼壁、鋪展在塑料培養(yǎng)基質上所需因子來源。

5.起酸堿度緩沖液作用。

6.提供蛋白酶抑制劑,使在細胞傳代時使剩余胰蛋白酶失活,保護細胞不受傷害。

二、牛血清的分類 根據(jù)牛出生時間和血清采制分離方法分為:

1、胎牛血清:八月齡胎牛心臟穿刺取血;

2、新生牛血清:出生12~24小時新生牛靜脈采血;

3、小牛血清:出生三月齡小牛動脈采血分離血清;

 
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