一种分析细胞群能量代谢的方法
阅读说明：本技术 一种分析细胞群能量代谢的方法 (Method for analyzing energy metabolism of cell population ) 是由 R·阿盖洛 P·皮埃尔 A·科姆斯 于 2020-04-14 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种分析单个细胞能量代谢的方法。本发明人设计了一种方法,该方法在抑制不同的能量产生途径后快速有效地测量单个细胞中的蛋白质合成水平。发明人开发的方法允许在离体非丰富细胞中以单细胞分辨率获得能量代谢谱,并且允许将样品制备的操作时间、孵育和成本降低到最小。该方法特别适用于确定细胞的活化状态、诊断炎性疾病或预测受试者对免疫疗法治疗的反应。特别地,本发明涉及分析单个细胞中能量代谢的方法,包括测量细胞的蛋白质合成水平,并将细胞与不同代谢途径的抑制剂接触。(The present invention relates to a method for analyzing energy metabolism of single cells. The present inventors designed a method for rapidly and efficiently measuring the level of protein synthesis in a single cell after inhibiting different energy production pathways. The method developed by the inventors allows to obtain energy metabolism profiles with single cell resolution in ex vivo non-abundant cells and allows to minimize the handling time, incubation and costs of sample preparation. The method is particularly useful for determining the activation state of a cell, diagnosing an inflammatory disease, or predicting a subject's response to immunotherapy treatment. In particular, the invention relates to a method of analyzing energy metabolism in a single cell comprising measuring the level of protein synthesis in the cell and contacting the cell with an inhibitor of a different metabolic pathway.)
技术领域
本发明涉及一种分析细胞群能量代谢的方法。
背景技术
能量代谢谱(EM)描述了细胞产生ATP(依赖性)所依赖的能量的主要来源和生化途径，以及它们利用其他替代品的潜力(能力)。EM谱还决定了细胞在不同解剖部位以及暴露于内在和外在信号线索后存活的能力。该信息对于了解不同细胞类型的生理功能和细胞状态至关重要。其中，癌症干细胞、肿瘤细胞、免疫细胞、神经细胞的EM谱会影响其增殖、分化和执行其生理功能的能力。此外，EM谱在肿瘤中也很关键，因为它可以确定转化细胞对特定代谢途径抑制剂的敏感性(Wallace et al.,2010)(Connolly et al.,2014；Ganeshan andChawla,2014；MacIver et al.,2013)。最近，对免疫代谢的研究表明免疫细胞具有严格控制和细胞类型特异性的代谢特征。这种代谢特征是通过调节EM的特定基因细胞的表达获得的，这些基因是其分化程序的一部分。免疫或癌细胞特异性EM谱反映了激活或分化的状态，并决定了这些细胞迁移、存活或应对不同免疫挑战的能力。
目前，由于免疫疗法后的临床试验的最新结果，癌症治疗正在发生一场革命。这些疗法利用适应性免疫反应的细胞毒性潜力来控制癌症的发展(Assmann and Finlay,2016；Dougan and Dranoff,2009)。这些疗法旨在恢复或产生免疫细胞的激活状态，通常直接或间接靶向细胞毒性CD8+ T细胞，包括检查点抑制剂、嵌合抗原受体(CAR)T细胞、双特异性T细胞接合器(BiTEs)和过继细胞转移(Newick et al.,2017；Page et al.,2014)。这些治疗的热情依赖于它们在某些患者身上表现出的治愈癌症的能力，即使用作三线治疗也是如此。然而，这种完全缓解反应仅在少数患者中观察到。这种异质反应产生了对标记物的需求，以更好地表征肿瘤和肿瘤浸润细胞从而识别可以从治疗中获益的患者。由于EM用于确定免疫状态和肿瘤特征、并更好地表征患者的潜在用途，免疫代谢领域引起了临床肿瘤学家的注意。总之，免疫疗法靶细胞代谢状态的变化代表了一种治疗效果有效的早期预后标志物。
当前确定细胞能量代谢特征的方法可分为三组，均使用大量细胞培养物。第一组，使用代谢抑制剂(即2-脱氧葡萄糖/2-DG和寡霉素A/寡核苷酸)并监测细胞外酸化率的变化，以及不同EM途径活动的其他间接但精确的结果(Zhang et al.,2012)。第二组通过质谱法测量不同细胞内代谢物的水平。第三组，包括在固定细胞或裂解物中监测与特定代谢途径有关的酶活性的方法(Miller et al.,2017)。除了Miller等人的方法，这些技术都需要大量纯化的细胞，需要大量的操作和设备，还需要获得足够大的组织样本，因此通常不能用于表征从人类患者或活组织检查中获得的活细胞。
因此，考虑到生物学和医学中的多种潜在应用和目前技术的不足，仍然需要开发一种简单快速的方法来确定具有单细胞分辨率的能量代谢谱。
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