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飛行時(shí)間二次離子質(zhì)譜分析

研究人員將癌癥細(xì)胞利用細(xì)胞信號(hào)和代謝途徑的能力歸因于組織和腫瘤細(xì)胞之間復(fù)雜的化學(xué)交換。基于此，他們?cè)噲D利用一種新的方法分析復(fù)雜腫瘤環(huán)境中細(xì)胞間的相互作用。

飛行時(shí)間二次離子質(zhì)譜( ToF - SIMS )，是通過高能量的一次離子束轟擊樣品表面，使樣品表面的原子或原子團(tuán)吸收能量而從表面發(fā)生濺射產(chǎn)生二次粒子,這些帶電粒子經(jīng)過質(zhì)量分析器后就可以得到關(guān)于樣品表面信息的圖譜。

在該技術(shù)的基礎(chǔ)上，華盛頓大學(xué)的研究人員在新研究中展示了一種繪制實(shí)體腫瘤內(nèi)部和周圍生物分子流動(dòng)的新技術(shù)。該技術(shù)可以生成癌細(xì)胞運(yùn)動(dòng)地圖，并進(jìn)一步地驗(yàn)證了胰腺癌小鼠腫瘤是如何向其微環(huán)境發(fā)出信號(hào)的。相關(guān)研究結(jié)果以“Analysis of the Myc-induced pancreatic β cell islet tumor microenvironment using imaging ToF-SIMS”為題發(fā)表在《Biointerphases》雜志。

腫瘤細(xì)胞可以從鄰近細(xì)胞中吸取脂質(zhì)，幫助構(gòu)建更大的膜，并為膨脹的腫瘤細(xì)胞提供能量。血管可能會(huì)被破壞，在腫瘤內(nèi)部留下“血湖”（ blood lakes），一些研究人員認(rèn)為這些“血湖”為生長(zhǎng)中的腫瘤提供了養(yǎng)料。

盡管研究人員先前已發(fā)掘多種方法來識(shí)別腫瘤位置，以及后者如何利用像血管這樣的結(jié)締組織來維持其生長(zhǎng)，但迄今為止，人們對(duì)腫瘤使用何種信號(hào)來實(shí)現(xiàn)這一目的的仍知之甚少。為了解決這個(gè)問題，主要作者Lara Gamble及其同事們使用TOF - SIMS來轟擊腫瘤的納米級(jí)區(qū)域，以使部分腫瘤離開樣本進(jìn)入質(zhì)譜儀。然后這個(gè)裝置根據(jù)分子的分子量來分離和計(jì)數(shù)分子。

通過掃描800納米或更小的區(qū)域，該方法生成了腫瘤樣本中任何特定分子的地圖。據(jù)悉，一平方毫米的地圖繪制需要大約一個(gè)半小時(shí)。

測(cè)試小鼠腫瘤模型

接下來，該小組在胰腺神經(jīng)內(nèi)分泌腫瘤發(fā)生誘導(dǎo)型小鼠模型上測(cè)試了他們的技術(shù)，該模型已被*為研究癌基因和抑癌基因相互作用的模型，這兩者共同產(chǎn)生高度侵襲性癌癥。

圖片中，一個(gè)胰島腫瘤區(qū)域顯示正常染色和飛行時(shí)間的二次離子質(zhì)譜。脂肪分子呈紅色，鐵和其他血液相關(guān)成分呈綠色，周圍組織呈藍(lán)色。

當(dāng)繪制地圖時(shí)，小鼠腫瘤微環(huán)境顯示出新陳代謝的顯著變化。ToF-SIMS技術(shù)能夠識(shí)別從較大的脂質(zhì)和核苷酸到單個(gè)離子等各種分子的正常流動(dòng)的變化。

接下來，Gamble和她的團(tuán)隊(duì)計(jì)劃在早期腫瘤誘導(dǎo)的時(shí)間點(diǎn)上使用這一技術(shù)，以試圖找出一系列化學(xué)信號(hào)來講述胰腺腫瘤生長(zhǎng)的故事。

“我們也在尋找腫瘤之間是否存在交叉對(duì)話，我們希望找到能夠引發(fā)和維持腫瘤生長(zhǎng)的分子。” Gamble說。

責(zé)編：浮蘇

參考資料：

Mapping out cancer's movements