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饥饿疗法如何抗癌 ? Nanolive伴你行!

       新的证据表明,能量代谢的重新编程,包括细胞呼吸缺陷引起的能量生成障碍以及向糖酵解的转变都是癌症的核心标志。癌细胞能量代谢的改变与线粒体的功能异常有关。癌细胞线粒体功能障碍包括糖酵解增加、凋亡减少和对放射治疗的抵抗。

       线粒体代谢异常与癌症细胞的放射细胞毒性对放射治疗的抵抗有关[1]。在有氧条件下,在癌细胞中观察到糖酵解和乳酸生成增加,而不是更有效的氧化磷酸化[2]。这种新陈代谢变化被称为瓦尔堡效应(Warburg effect)[2]。

       据此兰州中国科学院重离子束辐射生物医学重点实验室的张红教授研究团队做了一系列的研究,研究中发现包含分离线粒体内化的内吞作用是由NAD+-CD38-CADPR-CA2+信号介导的,并用Nanolive 3D cell explorer 实时无标记3D成像系统对肌饿疗法处理的U87细胞的整个内吞过程,及与线粒体相互作用进行了实时无标记3D成像分析,并于2019年5月在《Theranostics》杂志上发表了他们的最新研究成果。

研究设计

第一

从内吞作用的角度探讨外源性功能性线粒体是否能转移到胶质瘤细胞中,并探讨其潜在的分子机制;

第二

进一步验证线粒体移植是否能挽救有氧呼吸,减弱Warburg效应,增强胶质瘤的放射敏感性;

据此他们研究了线粒体从正常人星形细胞移植到胶质瘤细胞中所引起的辐射增敏效应。重点关注通过NAD+-CD38-CADPR-CA2+内吞途径鉴定分离的线粒体转移到宿主细胞的机制。结果表明,饥饿治疗导致了Warburg效应的降低和恢复了有氧呼吸。将线粒体移植到胶质瘤细胞可降低对放射治疗的抵抗力。

研究中,利用3D Cell Explorer拍摄了饥饿治疗过程中内吞作用的动态行为以及这一过程与线粒体之间的相互作用的实时图像。Nanolive采用无创、无光毒性的活体成像方式,被证明是细胞器动力学研究中的一种很好的选择方法,全文连接请点击 https://nanolive.ch/new-publication-china/

Figure: Transplantation of isolated mitochondria into U87 cell through endocytosis

参考文献:

[1]  C. Sun et al., “Endocytosis-mediated mitochondrial transplantation: Transferring normal human astrocytic mitochondria into glioma cells rescues aerobic respiration and enhances radiosensitivity,” Theranostics, vol. 9, p. 12, 2019.

[2]O. Warburg, F. Wind, and E. Negelein, “THE METABOLISM OF TUMORS IN THE BODY.,” J. Gen. Physiol., vol. 8, no. 6, pp. 519–30, Mar. 1927.


3D CX 在癌症治疗研究中的独特优势

﹡非侵入式或无需染色标记;

﹡基于细胞物理折射率的全息3D成像

﹡实验处理低于5分钟,细胞无损

1.7快速3D全息成像;;

﹡任意基于折射率的数字染色高达7色;

167nm  XY轴超高分辨率;

﹡实时监测细胞特性可达数周

﹡整合3通道荧光, 可与7个数字染色无缝叠加;