近日，我组石先哲副研究员等联合大连医科大学附属第一医院尹沛源研究员等在肿瘤微环境巨噬细胞的极化研究中取得新进展。利用惯性微流控芯片质谱法，在单细胞水平分析了不同极化亚型巨噬细胞的代谢状态，发现谷氨酰胺是影响巨噬细胞极化的关键因素，并在共培养细胞模型实验中得到了验证。

巨噬细胞是功能各异的细胞群，参与多种生理和病理过程。它们具有可塑性，在不同环境刺激下转变为促炎（M1）或抗炎（M2）功能表型。在肿瘤微环境（TME）中，巨噬细胞往往极化为M2表型，促进肿瘤生长并导致不良生理效应。然而， M1和M2巨噬细胞的分离缺乏高度特异性的抗原，难以用流式细胞仪有效分离这些巨噬细胞亚型。

为解决这一问题，本团队采用前期发展的惯性微流控芯片质谱法（Anal Chim Acta 1221 (2022) 340116）进行巨噬细胞单细胞代谢组学分析，成功鉴定213种代谢物。通过统计学分析巨噬细胞不同表型间的差异代谢物，确定谷氨酰胺是M1和M2表型差异的关键代谢物。细胞实验表明，在单培养和共培养中，M1极化更依赖于培养环境中的谷氨酰胺。当谷氨酰胺缺乏时，M1极化无法顺利进行，而M2极化受到的影响较小。这一发现有望为肿瘤治疗提供新的潜在靶点和研究思路。

相关研究成果以“Polarization of Macrophages in Tumor Microenvironment Using High-Throughput Single-Cell Metabolomics”为题，发表在《分析化学》（Analytical Chemistry）上。该工作的第一作者是我组博士研究生胡学森和大连医科大学附属第一医院硕士研究生刘欣霖。以上工作得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金、我所创新基金和大连医科大学附属医院-中国科学院大连化学物理研究所医工联合创新基金等项目的支持。（文/图 胡学森）

文章链接：https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/39221578/