記者27日從中國農業科學院獲悉，該院農業質量標準與檢測技術研究所（以下簡稱“質標所”）成功研發出國內首套“細胞代謝動態追蹤系統”——細胞芯片-固相萃取-質譜分析系統（Cell Chip-SPE-MS）。該系統能夠像衛星導航般實時追蹤細胞內的能量變化，首次揭開維生素D3抑制癌細胞生長的動態代謝密碼。相關成果已刊登在《塔蘭塔》上。
傳統檢測技術如同用放大鏡觀察細胞代謝，只能捕捉靜態畫面。研究團隊將芯片生物實驗室、自動凈化系統和精密檢測儀三大模塊創新性整合，打造出活細胞培養、代謝在線富集和實時監測一體化平臺。其中，這個不足硬幣厚的透明芯片內，排布著多個微流通道，能夠同時實現不同種類細胞在同一藥物、同一培養環境下的共培養和同一種類細胞在不同藥物、同一環境下的共培養，且可以通過控制流體以使細胞進行原位操作，具有低試劑消耗量、高通量、低污染的優點。
“我們給每個代謝分子裝上了‘追蹤器’。”論文第一作者、質標所博士許檸介紹，新技術靈敏度較傳統方法提升百倍，相當于在西湖中檢測出一滴墨水的變化。通過向細胞注入特殊標記的葡萄糖，系統首次在不破壞細胞的情況下，連續24小時記錄下癌細胞“進食”糖分的全過程。
試驗發現，肝癌和結腸癌細胞就像“糖癮患者”，表現出顯著的Warburg效應，其糖酵解活性和乳酸產量顯著高于正常肝細胞，而維生素D3活性物質能精準切斷結腸癌細胞的“糖管道”，使其能量供應減少。這種抑制作用通過激活維生素D受體實現，為抗癌藥物研發提供了新靶點。
該技術已成功解析8類關鍵代謝物的動態變化，包括癌細胞特有的絲氨酸合成路徑。許檸形象比喻：“就像看清癌細胞從‘采購原料’到‘生產廢料’的完整流水線。”目前系統可同時監測百個細胞樣本，檢測效率提升20倍，未來將用于功能性食品評價和農藥毒性篩查。
質標所“飼料質量安全檢測與評價”創新團隊首席王培龍表示，隨著該技術進一步完善和發展，有望繪制出更精細的“人體細胞能量地圖”，為毒理評價、精準醫療提供新利器。
（質標所供圖）
