2023年6月2日，中南大学湘雅医院器官损伤衰老与再生医学湖南省重点实验室胡建中教授和吕红斌教授团队，采用SR-FTIR单细胞-显微技术，在研究巨噬细胞吞噬髓鞘碎片后生化表型变化及异质性的课题中取得进展，相关研究成果以“Quantitative biochemical phenotypic heterogeneity of macrophages after myelin debris phagocytosis at a single cell level by synchrotron radiation fourier transform infrared microspectroscopy“为题发表在《Analytica Chimica Acta》上。

巨噬细胞吞噬和清除髓磷脂碎片在脊髓损伤、外伤性脑损伤和缺血性脑卒中发挥重要作用。吞噬髓磷脂碎片后，巨噬细胞表现出与生物学功能息息相关的生化表型异质性，但是表型异质性还没有被完全理解。从单细胞层面解析“细胞功能异质性及内在机制”，有助于揭示多种疾病的分子基础和生命科学的本质。因此，在单细胞水平检测巨噬细胞吞噬髓磷脂碎片后的生化表型变化将有助于理解巨噬细胞的功能表型及其异质性。 

同步辐射傅立叶变换红外（SR-FTIR）作为一种无损、高分辨率、无需标记和非侵入性的表征手段，结合红外显微技术，可以精确探测生化物质信息及其空间分布特征，同时展示组织细胞内代谢物（组）特征。SR-FTIR光谱的多样性可以反映细胞群体中微小的生化变化和细胞间生化异质性。 

中南大学湘雅医院器官损伤衰老与再生医学湖南省重点实验室胡建中教授和吕红斌教授领衔他们的团队，采用SR-FTIR单细胞显微技术，在研究巨噬细胞吞噬髓鞘碎片后生化表型变化及异质性的课题中取得进展，相关研究成果发表在《Analytica Chimica Acta》上。

图：同步辐射傅立叶变换红外显微光谱法研究巨噬细胞吞噬髓磷脂碎片后单细胞水平的定量生化表型异质性　　  

基于巨噬细胞吞噬髓磷脂碎片的细胞模型，胡建中教授和吕红斌教授课题组采用同步辐射傅立叶变换红外(SR-FTIR)扫描，在单细胞水平成功表征了巨噬细胞的生化变化。通过对红外光谱波动、主成分分析和细胞间欧几里德距离的计算与统计分析，胡建中教授和吕红斌教授课题组获得了吞噬髓磷脂碎片后巨噬细胞脂质和蛋白质同时动态变化的确切证据，凸显出SR-FTIR在单细胞水平上提供生物化学大分子信息的潜力。研究表明，SR-FTIR红外光谱扫描可以作为一种有效的表型筛选方法，在单细胞水平上区分巨噬细胞吞噬髓磷脂碎片后的生化表型异质性。SR-FTIR红外光谱扫描有可能发展成为评价巨噬细胞生化代谢表型转化治疗的潜在方法。因此，SR-FTIR光谱扫描作为一种强大的生化鉴定工具，可用于探索生化表型异质性转化，为研究与细胞物质分布和代谢相关的细胞功能提供重要的评估方法。 

设施贡献 

国家蛋白质科学研究（上海）设施BL01B同步辐射红外线站为红外显微数据采集提供了技术支撑和机时支持。同步辐射红外显微技术在细胞生物学领域具有重要应用。将同步辐射红外显微技术与统计学分析相结合，对细胞体系进行数据采集和数据分析，能在单细胞水平上提供相应的生物大分子信息，为探索疾病与细胞之间的关系、药物与细胞的相互作用等提供重要的评估手段。 

原文链接：10.1016/j.aca.2023.341434.