利用共聚焦拉曼成像技术探究牛磺酸在人脑癌细胞中的生化调控机制及其代谢重编程作用

本研究创新性地运用拉曼成像技术，首次在单细胞层面揭示牛磺酸通过调控细胞色素c（~750/1583 cm?1）、糖酵解标记物（~870/1450 cm?1）等关键光谱特征，诱导星形细胞瘤（CCF-STTG1）发生代谢表型转换（从有氧糖酵解转向线粒体氧化代谢），为肿瘤代谢干预提供新型分子影像学策略。

　　

Reference chemicals

参考化学品

牛磺酸（编号T4571）购自Sigma-Aldrich公司。

Cell culture and preparation for micro–spectroscopy

细胞培养与显微光谱制备

研究采用人星形细胞瘤CCF-STTG1（ATCC CRL-1718）细胞系，购自美国典型培养物保藏中心（ATCC）。CRL-1718细胞在含10%胎牛血清（ATCC 30-2020）的RPMI1640培养基（ATCC 30-2001）中培养，未添加抗生素，置于37°C、5% CO₂的湿润培养箱。细胞以5×10⁴个/培养皿的密度接种于氟化钙（CaF₂）窗片的35 mm培养皿中。

Results

研究结果

本研究采用共聚焦拉曼成像技术——一种无需标记、非破坏性的光谱方法——探究牛磺酸对人脑癌细胞的生化影响，该技术能以亚细胞分辨率可视化分子变化。图1展示牛磺酸粉末的拉曼光谱及结构式，图2呈现人星形细胞瘤在牛磺酸处理前后的典型拉曼成像结果，生动揭示牛磺酸引发的分子级改变。

Discussion

讨论

牛磺酸在癌症生物学中的价值源于其调控代谢重编程的能力（10,25,26）。通过降低糖酵解通量并增强线粒体功能，牛磺酸改变癌细胞的代谢表型，有望逆转Warburg效应的某些特征。它同时强化谷胱甘肽介导的解毒途径并修饰脂质代谢，这两者共同影响癌细胞存活和治疗响应（6）。牛磺酸在含硫氨基酸代谢中的作用及其与铁死亡（一种铁依赖性细胞死亡形式）的潜在关联，进一步拓展了其作为癌症治疗调节剂的机制维度。

Conclusions

研究结论

总之，牛磺酸通过调控多种分子机制与代谢通路，对人细胞生理产生多层面影响，这些通路既维持正常细胞稳态，又参与癌症进展。其对能量代谢的调节、氧化还原平衡的维持、脂质生物合成的改变以及凋亡信号通路的参与，突显了其在癌症研究（特别是代谢治疗和放疗增敏领域）作为生物活性分子的潜力。