2022年3月，北京大学跨学部生物医学工程系、医学技术研究院口腔医学技术专业韩国军团队与清华大学张新荣教授团队合作，在免标记质谱流式单细胞新技术开发以及用于免疫细胞与肿瘤相互作用研究中取得了重要的进展，研究成果在Chemical Science杂志上以题目“Dynamic metabolic change of cancer cells induced by natural killer cells at the single-cell level studied by label-free mass cytometry”发表。该项目获得了2021年北京大学“临床医学+X”青年专项的支持。

单细胞检测新技术的蓬勃发展如基因组与转录组的测序技术、蛋白组的荧光与质谱流式技术等对生物医学前沿领域的基础科研与临床应用起到巨大的推动作用。但是，单细胞代谢组学的研究一直是当今生物科学技术的难题之一，已成为限制单细胞多组学深度研发的瓶颈、是重要的科学问题与技术难点所在。

图1 免标记质谱流式技术结构原理与单细胞代谢分析图谱

新一代免标记单细质谱流式技术（label-free mass cytometry，CyESI-MS）是在单细胞质谱流式技术（Mass Cytometry，CyTOF）基础上开发出的非抗体免疫标记的单细胞代谢组学质谱检测技术，通过优化设计静电场与气液鞘流单细胞进样装置实现了独立细胞中代谢小分子在线电喷雾离子化。该技术应用于研究肿瘤免疫治疗中天然杀伤性NK细胞对肿瘤细胞代谢过程的影响。实验中发现涉及谷胱甘肽、肌肉素、谷氨酸、牛磺酸等分子调控的癌细胞凋亡代谢通路，可以为肿瘤的免疫治疗提出新的思路。同时，该新技术为免疫细胞与癌细胞的相互作用机理研究提供了建立单细胞代谢图谱的有效手段，并为单细胞多组学结合的研究提出了新的解决方法。

图2 实验室搭建同位素标记单细胞无机质谱成像分析平台

原文链接：https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2022/SC/D1SC06366A

（北京大学跨学部生物医学工程系）

作者简介：

韩国军，北京大学博雅青年学者，2021年国家级青年项目入选者，北京大学跨学部生物医学工程系博士生导师，北京大学医学技术研究院口腔医学技术专业博士生导师。于2013年9月至2020年5月，韩国军在美国加州斯坦福大学医学院Garry Nolan——单细胞谱流式技术（Mass Cytometry）创始人的课题组从事新一代单细胞质谱流式相关技术与临床医学应用研究。目前韩国军主要从事高维度单细胞质谱流式新技术在肿瘤时空异质性与免疫微环境研究，希望研究的技术可以用于临床肿瘤医学的早期筛查、鉴别诊断、预后评估等精准医学研究中。