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使用电感耦合进行单细胞元素分析...
微量金属对所有生物体的生长都至关重要。了解这些微量金属在新陈代谢中的作用对于维持生物体的稳定状态至关重要。此外，由于各种污染，人类还面临着各种有害重金属的不断接触。总的来说，这些方面导致了分析技术领域的研究和发展，这些技术可以帮助确定我们细胞中这些微量金属的含量。电感耦合等离子体质谱 (ICP-MS) 是一种分析技术，用于分析各种样品（包括生物样品）中的元素组成。近年来，单细胞 ICP-MS (scICP-MS) 技术已广泛应用于医学和生物领域，用于分析细菌、真菌、微生物、植物和哺乳动物中的单个活细胞。scICP-MS 的样品引入系统由传统的气动雾化器和总消耗喷雾室组成。气动雾化器将样品（细胞悬浮液）液体转化为雾气。虽然使用雾化器的传统 scICP-MS 分析对于酵母细胞的传输效率达到 10%，但由于哺乳动物细胞的脆弱性，它无法用于哺乳动物细胞。众所周知，化学固定可以增强哺乳动物细胞的强度，但它会极大地影响元素含量，导致分析不准确。因此，需要开发一种不会对哺乳动物细胞造成任何损害的样品引入系统。为此，来自日本的一组研究人员现已证明微滴发生器 (µDG) 作为样品引入系统的潜力，可用于高效定量分析哺乳动物细胞的元素。该团队由日本千叶大学药学研究生院的助理教授 Yu-ki Tanaka 以及 Hinano Katayama 女士、Risako Iida 女士和 Yasumitsu Ogra 教授组成，他们将 µDG 引入 ICP-MS 的样品引入系统，表明该系统能够准确地进行元素分析。他们的研究成果于 2024 年 12 月 2 日发表在《分析原子光谱杂志》第 40 卷上。Tanaka 博士进一步阐述道：“到目前为止，scICP-MS 已应用于细菌、真菌、植物细胞和红细胞。我们将 scICP-MS 技术的潜力扩展到哺乳动物培养细胞，开发了一种用于测量哺乳动物培养细胞中元素含量的强大分析技术。”在研究中，研究人员使用了两种样品引入系统进行颗粒和细胞样品分析。第一个是传统系统，包括同心玻璃雾化器和总消耗喷雾室。另一个系统包括插入制造的 T 形玻璃管道中的 µDG，玻璃管的一端连接全消耗雾化室，另一端连接ICP炬管。研究人员发现，使用µDG后，细胞运输效率大幅提高。此外，他们还估算了K562细胞（也称为人类慢性粒细胞白血病K562细胞）中的镁、铁、磷、硫和锌，发现µDG保持了细胞的原始结构，而传统系统通常会改变细胞的结构。因此，它非常适合单细胞元素分析，因为它不会影响细胞的结构，从而可以高效地检测细胞。“我们的
V-161：与抗生素斗争的突破
抗生素耐药细菌的兴起是全球健康问题，由于这些抗性感染，到2050年，每年预计每年将超过100万人死亡。世界卫生组织（WHO）已经确定了十二种关键的抗生素病原体，包括抗性霉素肠球菌（VRE），例如肠球菌（E.粪便）。vre引起严重的医院可获得的感染，例如心内膜炎和败血症，并对多种抗生素产生了抗药性，强调了对新的抗菌治疗的迫切需求。应对这一危机，由日本千叶大学科学研究生院的Takeshi Murata教授领导的研究人员团队发现了一种有希望的新化合物V-161，有效地抑制了VRE的增长。他们的研究检查了在这些细菌中发现的一种称为Na +传输V-ATPase的钠泵化酶，该酶在E. hirae中发现，E. hirae是粪肠球大肠杆菌的亲戚，用作研究酶的更安全，更可拖动的模型。该团队由Chiba University科学研究生院的第一作者Kano Suzuki助理教授组成；奇巴大学医学真菌学研究中心的Yoshiyuki Goto副教授；高能加速器研究组织结构生物学研究中心的Toshiya Senda教授和Toshio Moriya副教授；国立自然科学研究所的分子科学研究所的Ryota Iino教授。Murata博士解释说：“这种酶有助于将钠离子从细胞中泵出，有助于VRE的生存，尤其是在像人类肠道这样的碱性环境中。这项研究于2024年11月21日在自然结构和分子生物学上发表，假设Na +传输V- ATPase在开发抗生素的发展中可以发挥关键作用，该抗生素专门针对VRE而不影响有益细菌。这种酶在像乳杆菌等有益细菌中不存在，尽管人类具有相似的酶，但它具有不同的功能。这使得VRE中的Na +传输V -ATPase成为选择性抗菌治疗的理想目标。”他进一步指出：“我们筛选了70,000多种化合物，以鉴定酶Na + -V -ATPase的潜在抑制剂。在其中，V-161是一个有力的候选人，在碱性条件下降低VRE生长方面表现出显着的有效性，这对于这种抗性病原体的生存至关重要。”此后，进一步的研究表明，V-161不仅抑制了酶功能，而且还降低了小鼠小肠中的VRE定植，突出了其治疗潜力。这项研究的主要发现是对酶的膜V 0结构域的高分辨率结构分析，揭示了对V-161如何与之结合并破坏酶功能的详细见解。v-161靶向酶的C形环与A-subunit之间的界面，有效地阻断了钠转运。这种结构信息对于理解化合物的起作用至关重要，并为开发针对该酶的药物提供了基础。Murata博士解释说：“从结构分析获得的发现可用于开发其他难治性细菌的治疗方法，也为制定未来药物开发的重要准则构成了基础。”他进一步补充说：“我们希望不仅为VRE进行创新治疗的发展，而且多种耐药细菌将大大推动对耐药性感染的治疗。”