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新技术揭示单个癌细胞对脂肪酸的胃口不同

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系统生物学研究所（ISB）和加州大学河滨分校开发的一种新方法，允许研究人员展示脂肪酸如何被单细胞吸收，从而为癌症生物学提供了新的见解。

脂肪酸与葡萄糖和氨基酸一样，是细胞生长和增殖的主要能量来源，脂肪酸代谢异常常见于癌症中。WeiWei博士在ISB的实验室和MinXue在加州大学河滨分校的实验室、合作开发了一系列化学探针和分析方法，用于量化细胞葡萄糖摄取、乳酸产生、氨基酸摄取和其他癌症相关代谢物。

新技术揭示单个癌细胞对脂肪酸的胃口不同

然而，与葡萄糖和氨基酸不同，脂肪酸被细胞吸收的机制鲜为人知且难以辨别。在单细胞水平测量脂肪酸摄取的技术工具极其有限。“这项工作是在单细胞分辨率下，分析脂肪酸摄取与癌细胞中异常蛋白质信号传导的第一个例子，代表了单细胞代谢测定的重要进展，”ISB助理教授WeiWei博士说。

为了分析脂肪酸摄取，研究人员选择了一种结构与天然脂肪酸相似的替代分子。这种相似性诱使细胞像原生细胞一样接受这些替代物。然后，研究人员使用一种独特的树枝状聚合物分子——一种树状聚合物，实现了对来自单细胞的这些替代物的精确定量。

将这种新的单细胞工具应用于脑癌模型，研究人员发现脂肪酸摄取受到哺乳动物雷帕霉素靶标（mTOR）的两个下游效应器的差异调节，雷帕霉素是细胞增殖和蛋白质合成的关键调节剂。

结果表明，这些脑癌细胞中的癌基因抑制、或葡萄糖代谢减弱后脂肪酸代谢的补偿性激活，并发现了一种新的联合疗法，该疗法针对这种生物能量灵活性以协同阻断肿瘤生长。

“这种新颖的工具，开辟了新的途径来研究如何脂肪酸酸代谢影响的生物系统。这也启发我们开发单细胞分析多种代谢探头，”加州大学河滨分校助理教授博士说。

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