新的癌癥診斷技術首次亮相

　　智利瓦爾迪維亞和美國華盛頓特區——癌細胞以比正常細胞高得多的速度分解糖并代謝產生乳酸。這種現象，提供了一種有癌存在的警示信號，即可通過PET（正電子斷層掃描）掃描診斷，并可能為新的癌癥療法提供一個方向。現在，位于智利瓦爾迪維亞的科學研究中心（CECs）的一個研究團隊，與卡內基科學研究所的沃爾夫·弗魯曼（Wolf Frommer）合作，發明了一種能實時檢測單個細胞中乳酸水平的分子傳感器。

　　在此進展之前，沒有其他測定方法可以非侵入性實時檢測單個細胞的乳酸水平。該研究的論文發表在《公共科學圖書館雜志》（PLOS ONE），這對了解癌癥危害而出現問題細胞的類型如何不同是一個好消息。

　　這篇論文的第一作者、CECs研究人員亞歷江德羅·圣馬丁（Alejandro San Martin）解釋說：“最近十年來，卡內基的弗魯曼實驗室率先使用福斯特共振能量轉移即FRET于傳感器，以簡單的熒光顏色變化來測定單個細胞中糖的濃度和流動。這，已開始徹底改變細胞代謝領域的研究。”“使用相同的基本物理原理，和受糖傳感器的啟發，我們現在基于一種轉錄因子發明了一種新型傳感器。一種通常有助于細菌適應其環境的分子，現已被用來為我們測量乳酸。”

　　乳酸作為正常代謝過程的一種成分，在細胞之間和細胞內部穿梭往返。但，乳酸也涉及與炎癥、細胞供氧不足、組織供血受限和神經系統退化、還有癌癥等的發生有關。

　　項目負責人菲利普·巴羅斯(Felipe Barros)解釋說：“測定乳酸的標準方法，是基于一些酶之間的反應，它需要復雜細胞混合物中的大量細胞。”“這就使它在發生癌變時，很難或甚至不可能觀察不同類型的細胞如何在起作用。我們的新技術，可以測定單個細胞的代謝，給我們提供了一個新的窗口，以了解不同的癌癥是如何運作的。這種技術的一個重要優點，它可能在高通量方式中被使用，如藥物開發是需要的。

　　本研究，使用一種細菌轉錄因子——與特定的DNA序列結合的一種蛋白質，控制遺傳信息從DNA到RNA的流動——以此作為一種手段，來制作和插入這種乳酸傳感器。他們把這種傳感器運用于三種類型的細胞：正常的腦細胞、腫瘤腦細胞和人胚胎細胞。該傳感器，可定量濃度非常低的乳酸，提供了一種具有前所未有的檢測靈敏度和幅度。

　　研究人員發現，腫瘤細胞比非腫瘤細胞產生乳酸的速度快3~5倍。弗魯曼說：“高速度的產生乳酸，是癌細胞代謝的特征。”“這個結果，為了解不同類型癌癥代謝的細微差別，和開發與這種禍害作斗爭的新技術，鋪平了一條道路。”

　　此外，這種生物傳感器，有望解決存在已久的爭議。在此期間，一些研究已表明葡萄糖為腦提供能量，最近的研究已提供了乳酸為神經元的代謝供給能量的證據。乳酸的氧化，可用于生產大量的三磷酸腺苷（ATP）——細胞中攜帶能量的輔酶。巴魯斯團隊和弗魯曼團隊，對關于使用他們新的傳感器，連同先前開發的葡萄糖傳感器一起，解決了這個不可思議的問題，感到很高興。最近，兩個實驗室之間的合作，導致了這種可以測定單個細胞中葡萄糖消耗率的首創方法獲得了ZL權。

　　這一論文的作者是Alejandro San Martin, Sebastián Ceballo, Iván Ruminot, Rodrigo Lerchundi, Wolf Frommer, Luis Felipe Barros 。該研究得到了智利政府通過國家科學和技術研究委員會的卓越基礎融資項目中心、the Gobierno Regional de Los Ríos, Fondecyt、 美國國家衛生研究院和卡內基科學研究所的支持。

　　卡內基科學研究所（carnegiescience.edu），是一個私人非盈利性組織，總部設在華盛頓特區，在美國設有6個研究部門。該所成立于1902年，一直是基礎科學研究的先鋒力量。卡內基的科學家們，是植物生物學、發育生物學、天文學、材料科學、全球生態學和地球與行星科學中的領先者。

　　CECs（科學研究中心）（cecs.cl）是一個私人非盈利性公司，致力于科學研究的開發、促進和推廣。CECs的科學家，是理論物理、實驗生物醫學及冰川與氣候變化領域中的領先者。