结核病作为全球头号传染病杀手，每年仍夺去约150万人的生命。结核分枝杆菌主要潜伏在人体的第一道防线——巨噬细胞内，但并非所有巨噬细胞都会感染。近日，发表于《分析化学》的一项新研究利用单细胞代谢组学技术，揭示了为何部分巨噬细胞更易受感染，并发现了结核菌重编程细胞代谢的具体机制。
传统分析往往将细胞混合处理，无法分辨单个细胞的差异。本研究采用基于毛细管的活细胞采样技术，结合液相色谱-质谱联用（LC-MS）和纳米电喷雾电离质谱（nano-ESI-MS），实现了对单个细胞的精准代谢分析。研究人员发现，LC-MS在代谢物覆盖广度和检测灵敏度上表现更优，能清晰区分感染与未感染细胞；而nano-ESI-MS则具有分析速度快、样品处理少的优势，两者互为补充。
通过LC-MS分析，研究团队在受感染的巨噬细胞中检测到甲硫氨酸、半胱氨酸和牛磺酸等化合物的富集，这表明结核菌感染会显著重编程细胞的硫代谢途径。这一发现不仅解释了感染机制，也为寻找新的药物靶点提供了方向。尽管目前该技术仍面临细胞转移损耗和通量较低等挑战，但未来通过自动化和流程优化，有望在临床和监管领域得到应用。
该技术的突破为解析细胞间通讯及抗药性机制开辟了新路径，英国伦敦国王学院教授梅兰妮·贝利表示，这一方法正被拓展至病毒、真菌感染及癌症研究。对于中国生物医药从业者而言，单细胞代谢组学技术的成熟意味着在精准医疗和药物研发领域将迎来新的机遇，建议关注相关技术平台在国产创新药筛选中的应用潜力。