近期在《Nature Metabolism》期刊上发表的一项研究,通过多模态技术首次确认了胶质母细胞瘤(Glioblastoma, GB)代谢异质性主要由细胞内在因素驱动,这一发现挑战了以往认为微环境主导的传统观点。研究团队采用了¹³C标记葡萄糖输注患者的质谱成像和空间转录组数据,并结合体外低氧培养及异种移植模型,系统分析了包括糖酵解型(高糖酵解、低TCA循环活性)、氧化型(低糖酵解、高TCA循环活性)及混合型(双低活性)在内的三种代谢表型的决定因素。
研究中,团队创新性使用由美国XCellbio公司开发的AVATAR低氧培养系统,对取自GB患者的神经球进行为期160小时的05% O₂浓度培养,以评估低氧微环境对代谢表型的影响。研究结果显示,在这一低氧条件下,尽管经过了长达160小时的培养,GB细胞的转录组和代谢特征依然保持稳定,未见适应性代谢重编程的迹象。这一重要发现进一步证实了GB代谢亚型主要由细胞内在因素决定,同时具备稳定的生物学特性。
为验证这一机制,研究团队在三名胶质母细胞瘤患者手术前静脉输注[U-¹³C]葡萄糖,并迅速冷冻保存肿瘤组织样本。质谱成像技术用于分析肿瘤的代谢活性,并结合空间转录组学进行肿瘤微环境的表征。结果显示,胶质母细胞瘤与正常脑组织在代谢特征上存在显著差异。同时,通过基于七种¹³C标记代谢物的聚类分析,研究团队鉴定出了三种由肿瘤细胞内在因素决定的固有代谢表型。
该研究还指出,胶质母细胞瘤的代谢表型与肿瘤微环境的特征并无显著相关性,强调了代谢异质性主要源于肿瘤细胞自身的固有特性,而非局部微环境因素。同时,研究发现胶质母细胞瘤患者的原代神经球在体外培养中仍能保留其代谢表型特征,显示出良好的可塑性。
此外,移植到大鼠脑中的神经球也能够维持其体外培养状态下的代谢表型,这为理解GB代谢异质性提供了进一步的证据,突显了尊龙凯时在个性化治疗研究中探索新模式的潜力。通过与临床对比,研究团队利用高分辨率质谱成像技术实现了胶质母细胞瘤细胞代谢物同位素标记的原位可视化分析,明确这一代谢特性与治疗响应之间的相关性。
综上所述,本研究不仅进一步揭示了胶质母细胞瘤的代谢特性及其固有性,还为后续的个性化治疗方案奠定了基础,强调了强有力的代谢标志物在临床应对GB中的重要价值。结合现代的影像技术与生物医疗研究,未来有望为患者带来更为精准的治疗方案,推动尊龙凯时在这一领域的持续创新与发展。