新技術揭示單個癌細胞對脂肪酸的胃口不同

系統生物學研究所（ISB）和加州大學河濱分校開發的一種新方法，允許研究人員展示脂肪酸如何被單細胞吸收，從而為癌癥生物學提供了新的見解。

脂肪酸與葡萄糖和氨基酸一樣，是細胞生長和增殖的主要能量來源，脂肪酸代謝異常常見于癌癥中。WeiWei博士在ISB的實驗室和MinXue在加州大學河濱分校的實驗室、合作開發了一系列化學探針和分析方法，用于量化細胞葡萄糖攝取、乳酸產生、氨基酸攝取和其他癌癥相關代謝物。

然而，與葡萄糖和氨基酸不同，脂肪酸被細胞吸收的機制鮮為人知且難以辨別。在單細胞水平測量脂肪酸攝取的技術工具極其有限。“這項工作是在單細胞分辨率下，分析脂肪酸攝取與癌細胞中異常蛋白質信號傳導的第一個例子，代表了單細胞代謝測定的重要進展，”ISB助理教授WeiWei博士說。

為了分析脂肪酸攝取，研究人員選擇了一種結構與天然脂肪酸相似的替代分子。這種相似性誘使細胞像原生細胞一樣接受這些替代物。然后，研究人員使用一種獨特的樹枝狀聚合物分子——一種樹狀聚合物，實現了對來自單細胞的這些替代物的精確定量。

將這種新的單細胞工具應用于腦癌模型，研究人員發現脂肪酸攝取受到哺乳動物雷帕霉素靶標（mTOR）的兩個下游效應器的差異調節，雷帕霉素是細胞增殖和蛋白質合成的關鍵調節劑。

結果表明，這些腦癌細胞中的癌基因抑制、或葡萄糖代謝減弱后脂肪酸代謝的補償性激活，并發現了一種新的聯合療法，該療法針對這種生物能量靈活性以協同阻斷腫瘤生長。

“這種新穎的工具，開辟了新的途徑來研究如何脂肪酸酸代謝影響的生物系統。這也啟發我們開發單細胞分析多種代謝探頭，”加州大學河濱分校助理教授博士說。