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飛行時間二次離子質譜分析

研究人員將癌癥細胞利用細胞信號和代謝途徑的能力歸因于組織和腫瘤細胞之間復雜的化學交換。基于此，他們試圖利用一種新的方法分析復雜腫瘤環境中細胞間的相互作用。

飛行時間二次離子質譜( ToF - SIMS )，是通過高能量的一次離子束轟擊樣品表面，使樣品表面的原子或原子團吸收能量而從表面發生濺射產生二次粒子,這些帶電粒子經過質量分析器后就可以得到關于樣品表面信息的圖譜。

在該技術的基礎上，華盛頓大學的研究人員在新研究中展示了一種繪制實體腫瘤內部和周圍生物分子流動的新技術。該技術可以生成癌細胞運動地圖，并進一步地驗證了胰腺癌小鼠腫瘤是如何向其微環境發出信號的。相關研究結果以“Analysis of the Myc-induced pancreatic β cell islet tumor microenvironment using imaging ToF-SIMS”為題發表在《Biointerphases》雜志。

腫瘤細胞可以從鄰近細胞中吸取脂質，幫助構建更大的膜，并為膨脹的腫瘤細胞提供能量。血管可能會被破壞，在腫瘤內部留下“血湖”（ blood lakes），一些研究人員認為這些“血湖”為生長中的腫瘤提供了養料。

盡管研究人員先前已發掘多種方法來識別腫瘤位置，以及后者如何利用像血管這樣的結締組織來維持其生長，但迄今為止，人們對腫瘤使用何種信號來實現這一目的的仍知之甚少。為了解決這個問題，主要作者Lara Gamble及其同事們使用TOF - SIMS來轟擊腫瘤的納米級區域，以使部分腫瘤離開樣本進入質譜儀。然后這個裝置根據分子的分子量來分離和計數分子。

通過掃描800納米或更小的區域，該方法生成了腫瘤樣本中任何特定分子的地圖。據悉，一平方毫米的地圖繪制需要大約一個半小時。

測試小鼠腫瘤模型

接下來，該小組在胰腺神經內分泌腫瘤發生誘導型小鼠模型上測試了他們的技術，該模型已被*為研究癌基因和抑癌基因相互作用的模型，這兩者共同產生高度侵襲性癌癥。

圖片中，一個胰島腫瘤區域顯示正常染色和飛行時間的二次離子質譜。脂肪分子呈紅色，鐵和其他血液相關成分呈綠色，周圍組織呈藍色。

當繪制地圖時，小鼠腫瘤微環境顯示出新陳代謝的顯著變化。ToF-SIMS技術能夠識別從較大的脂質和核苷酸到單個離子等各種分子的正常流動的變化。

接下來，Gamble和她的團隊計劃在早期腫瘤誘導的時間點上使用這一技術，以試圖找出一系列化學信號來講述胰腺腫瘤生長的故事。

“我們也在尋找腫瘤之間是否存在交叉對話，我們希望找到能夠引發和維持腫瘤生長的分子。” Gamble說。

責編：浮蘇

參考資料：

Mapping out cancer's movements