利用拉曼成像显微镜检测活癌细胞及组织中药物处理诱导的代谢变化

摘要： 胶质瘤、纤维肉瘤及其他癌症中的异柠檬酸脱氢酶1（IDH1）突变会产生一种新型代谢物D-2-羟基戊二酸，该物质被认为会诱发肿瘤发生。这种代谢物的产生还会导致细胞代谢出现脆弱性，例如降低NADPH水平。为利用这一脆弱性，我们采用烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD+）补救途径抑制剂FK866处理携带IDH1突变的胶质瘤和纤维肉瘤细胞，观察到这些细胞存活率下降。为探究抑制剂FK866的作用机制，我们运用拉曼成像显微镜技术发现用药后蛋白质和脂质含量减少。拉曼成像显示用药细胞与未处理细胞相比，细胞内脂质分布存在差异。我们采用核磁共振波谱（NMR）和质谱技术鉴定出改变的脂质类别。综合分析表明，在体外环境中，脂质含量减少（影响膜形成）导致细胞分裂能力下降。但FK866药物在体内未表现出同等效力。拉曼成像显微镜检测显示，与细胞实验相比，治疗组与未治疗组小鼠组织中的脂质分布呈现相反趋势。这些结果证明了拉曼成像显微镜技术在识别和量化癌细胞及组织代谢变化中的作用。