活细胞代谢分析仪在T细胞研究的应用
——爱媛大学山下政克教授访谈

爱媛大学研究生院医学系研究科免疫学与感染防御系的山下政克教授，长期致力于癌症免疫活化、疫苗开发以及过敏·自身免疫疾病的新战略研究，主要关注T细胞的分化与功能调控。山下教授特别关注T细胞功能如何受代谢和表观遗传学调控，并在此领域深耕多年。

本次，我们就活细胞代谢分析仪“LiCellMo”在T细胞代谢研究中的实际应用，采访了山下教授。

问：能否请您介绍一下您的研究主题？

我们研究免疫学，特别是T细胞的功能如何受代谢和表观遗传学调控。
初始T细胞在受到抗原刺激后会进行克隆增殖，在此过程中，通过代谢和表观遗传重编程，分化成各种类型的T细胞。
我早年在制药公司工作时开始研究T细胞，被其发展迅速且深奥的世界所吸引，这也引领了我走到今天。大约十年前起，我特别关注T细胞的代谢产物调控多种表观遗传调控因子，致力于研究代谢与表观遗传学的关系。

问：请问您使用LiCellMo的契机是什么？

在以往的实验中，最大的难题是确定代谢产物的测定时间点。在了解到LiCellMo可以测量葡萄糖消耗速度和乳酸产生速度后，我希望借助该分析仪器来确定检测时机，这便是我开始使用 LiCellMo 的原因。
另外，我以前使用过糖酵解酶基因敲除小鼠进行研究，发现基因敲除小鼠不仅T细胞分化受损，信号传导也无法长时间维持。基于这个发现，我意识到有必要对糖酵解过程仔细观测。

操作简便，与常规细胞培养体验相近

无论代谢分析新手，还是已经熟练开展代谢分析的科研人员，该设备都具备实用价值

问：您能谈谈实际使用的感受吗？

现在，在T细胞分化过程中，无论是将CD4阳性T细胞分化为Th1、Th2、Th17、调节性T细胞，还是将CD8阳性T细胞分化为细胞毒性T细胞，我都能够比较这些细胞在不同时间点的代谢变化和反应了。
对于新手来说，LiCellMo是一个直观易懂的代谢分析工具，对不熟悉代谢分析的研究者也很有用。另一方面，对于已经进行代谢分析的研究者，我认为其魅力在于它可以用作验证预期变化的强大辅助工具。
该设备的易用性也非常好，结构简洁，即使是第一次使用的人也能轻松上手。设备启动后即可自动完成检测，操作便捷度几乎和常规细胞培养无异，且无需使用特殊培养板，前期准备工作简单。

通过观察消耗速度的变化，可以把握整体变化趋势

使用LiCellMo后，我们能够区分葡萄糖消耗速度是急剧上升，还是持续缓慢上升。这正是时序检测的一大优势，能够细致观测整体变化，对研究帮助极大。
过去我们依靠经验选取 24 小时、48 小时这类特定时间点检测代谢状态，无法掌握中间过程的反应速率。借助 LiCellMo，即便同样是培养24小时后的检测结果，我们也能够知晓不同培养条件下代谢活化程度的变化过程。
举个例子，好比从爱媛县前往东京，最终抵达东京这一结果是相同的，但我们如今可以看清 “途中过程”：是搭乘飞机抵达，还是乘坐新干线缓缓前行。
实际研究中我们发现，即便添加特定细胞因子与不添加该细胞因子的两组样本，在 48 小时后的代谢状态看似一致，二者中间的代谢进程与反应速率却并不相同。能获得如此详细的信息，非常有参考价值。

通过时序测定，能够观察 T 细胞分化与活化的变化

问：您认为LiCellMo的优势体现在哪些方面？

我认为最大的优点还是在于可以实现时序检测。特别是在免疫学领域，T细胞、B细胞、巨噬细胞在分化和活化时，都有一个明确的抗原识别触发点，以此为起点，代谢会发生剧烈变化。因此，我认为LiCellMo非常适合免疫学领域。
另外现已证实，T 细胞受到抗原刺激后糖酵解会被急剧激活，而维持该激活状态需要细胞因子 IL‑2 的参与。利用 LiCellMo，我们可以在体外验证上述这类生物学过程。实际上，我们已经确认不仅能观察T细胞，也能观察B细胞的代谢。
另外，在体外诱导辅助性T细胞亚群（如Th1、Th2等）分化时，我们发现即使是相同的CD4阳性T细胞，根据分化条件的不同，糖酵解的活性水平和持续时间也会有很大差异。这一点也正是通过时序观测才得以明确。
诸如糖酵解活性能够维持多久、消耗速率如何变化这类信息，不进行时序检测便无从得知。
此外，当糖酵解下游产物乳酸含量下降时，想要区分该现象是消耗速率改变导致，还是其他因素造成，LiCellMo 这类工具就可以发挥很大作用。借助 LiCellMo 的时序检测，我们能够判断葡萄糖与乳酸代谢水平下降，是代谢通路受阻造成，还是被大量消耗所导致。

设备支持随时终止检测，搭配便于获得充足细胞量的 24 孔板规格，细胞样本可直接用于其他分析实验

LiCellMo还有一大优势是灵活性：检测过程中，若需要对细胞开展深度观察，可随时终止检测，收集细胞后转移至其他检测仪器开展深度分析。搭配 24 孔板可以获得充足的细胞数量，收集得到的细胞还可直接用于流式细胞术、蛋白质免疫印迹等其他检测分析，这是它的突出特点。
例如，我们每隔48小时回收细胞，在测量葡萄糖消耗速度的同时，将回收的细胞用于其他仪器的分析检测。也可以在糖酵解激活的时间节点，观察细胞内标志物的变化，细致验证代谢与分子标志物之间的关联。它能够补充其他分析设备只能获取碎片化信息的短板，起到十分重要的作用。

问：能否请您谈谈对今后研究的展望？

我们计划利用 LiCellMo，筛选疾病特异性代谢产物、蛋白质对细胞代谢，尤其是糖酵解通路产生的影响。比如观测疾病引发的糖酵解活化现象，不仅用于发现生物标志物，还希望可以将其用于筛选有望助力新药研发的物质。

总结
本次对山下教授的访谈，详细介绍了引入 LiCellMo 的契机，以及该设备为 T 细胞研究带来的实际助力。

PHC 的 LiCellMo 基于其实时动态监测能力，其在免疫学研究及药物发现中的细胞代谢评估领域，具有广阔的应用探索空间。

说明

·       本文内容为日文原文翻译，如和日文原文有出入，请以日文原文为准。（https://www.phchd.com/jp/biomedical/case-studies/c012）

·       LiCellMo仅限科研用途，不得用于医疗用途。文中所述应用场景均为体外细胞实验环境下的客观功能描述，具体性能参数及检测功能请参照产品说明书。