單細胞成像葡萄糖攝取活性
日期：2015-07-20 14:26:57
研究人員在哥倫比亞大學報告了一種新方法減光鏡以最小干擾可視化單個活細胞中的葡萄糖攝取活性。化學團隊副教授開發出一種新的葡萄糖類似物，可模擬天然葡萄糖，并通過活腫瘤細胞，神經元和組織在單細胞水平成像其作為能量來源攝取。
葡萄糖被消耗作為能源是幾乎所有的生命形式，從細菌到人類。葡萄糖被細胞攝取密切反映了他們的精力充沛的需求，并正在成為許多病理情況下，如肥胖，糖尿病和癌癥監管不力。為了形象化這個重要的過程中，幾項著名的技術已經開發，在過去的幾十年。放射性氟-18標記的葡萄糖FDG被廣泛應用于臨床癌癥診斷以找到使用正電子發射斷層掃描（PET）的代謝人體熱點。磁共振成像（MRI）最近證實在小鼠腫瘤葡萄糖成像。雖然這兩種方法發現在臨床應用中大量使用，它們不具有足夠的空間分辨率，以向下形象化葡萄糖攝取到單個細胞。
細胞水平圖像葡萄糖攝取活性，用熒光染料標記的葡萄糖類似物已經被開發。不幸的是，熒光標記葡萄糖上改變其化學性質。此外，熒光染料總是比葡萄糖本身更大。因此，大多數的熒光葡萄糖類似物具有不希望的細胞組織相互作用，這將偏壓真的葡萄糖分布。
為了克服這些問題，Min和他的團隊開發了一種新的方式是根據受激拉曼散射（SRS）的成像來可視化內單個細胞的葡萄糖攝取的活性，并證明其使用在活的癌細胞，腫瘤異種移植物組織中，原代神經元和小鼠腦組織。SRS耦合與炔標簽已經被先前由同一組報道成像小生物分子的總體戰略。具體地講，葡萄糖標記有小炔標簽（即，碳 - 碳三鍵），以產生在用其它無聲區強烈特征拉曼散射信號，其可以被拾起的SRS顯微鏡具有高靈敏度和特異性，以產生一個定量濃度地圖在三個方面。
這種技術能夠區分癌細胞系具有不同的代謝活動和揭示異構攝取模式中的神經元，小鼠腦組織，并具有明確的細胞至細胞的變化腫瘤組織。腫瘤增殖區域和壞死區域之間的邊界可清晰地顯示下降到單細胞在葡萄糖攝取活性形成鮮明的對比。
“通過提供的亞細胞分辨率明顯的優勢，避免熒光染料的不良影響，我們相信我們的技術可以在臨床PET顯像FDG補充用于可視化的葡萄糖攝取活性"。目前，團隊正在努力將這種技術用于小鼠成像葡萄糖攝取動態。“我們希望我們的新方法將成為一個有吸引力的工具來研究生物系統與亞細胞分辨率的能源需求”，“特別是在大腦和惡性腫瘤是能源高需求。”
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