记者27日从中国农业科学院获悉，该院农业质量标准与检测技术研究所（以下简称“质标所”）成功研发出国内首套“细胞代谢动态追踪系统”——细胞芯片-固相萃取-质谱分析系统（Cell Chip-SPE-MS）。该系统能够像卫星导航般实时追踪细胞内的能量变化，首次揭开维生素D3抑制癌细胞生长的动态代谢密码。相关成果已刊登在《塔兰塔》上。
传统检测技术如同用放大镜观察细胞代谢，只能捕捉静态画面。研究团队将芯片生物实验室、自动净化系统和精密检测仪三大模块创新性整合，打造出活细胞培养、代谢在线富集和实时监测一体化平台。其中，这个不足硬币厚的透明芯片内，排布着多个微流通道，能够同时实现不同种类细胞在同一药物、同一培养环境下的共培养和同一种类细胞在不同药物、同一环境下的共培养，且可以通过控制流体以使细胞进行原位操作，具有低试剂消耗量、高通量、低污染的优点。
“我们给每个代谢分子装上了‘追踪器’。”论文第一作者、质标所博士许柠介绍，新技术灵敏度较传统方法提升百倍，相当于在西湖中检测出一滴墨水的变化。通过向细胞注入特殊标记的葡萄糖，系统首次在不破坏细胞的情况下，连续24小时记录下癌细胞“进食”糖分的全过程。
试验发现，肝癌和结肠癌细胞就像“糖瘾患者”，表现出显著的Warburg效应，其糖酵解活性和乳酸产量显著高于正常肝细胞，而维生素D3活性物质能精准切断结肠癌细胞的“糖管道”，使其能量供应减少。这种抑制作用通过激活维生素D受体实现，为抗癌药物研发提供了新靶点。
该技术已成功解析8类关键代谢物的动态变化，包括癌细胞特有的丝氨酸合成路径。许柠形象比喻：“就像看清癌细胞从‘采购原料’到‘生产废料’的完整流水线。”目前系统可同时监测百个细胞样本，检测效率提升20倍，未来将用于功能性食品评价和农药毒性筛查。
质标所“饲料质量安全检测与评价”创新团队首席王培龙表示，随着该技术进一步完善和发展，有望绘制出更精细的“人体细胞能量地图”，为毒理评价、精准医疗提供新利器。
（质标所供图）
