线粒体是细胞重要的“能量工厂”。对于肿瘤细胞而言，及时清除受损线粒体，是维持细胞生存和代谢的重要机制。 一项发表于 Cell Reports Medicine 的研究发现，三阴性乳腺癌（Triple‑Negative Breast Cancer，TNBC）细胞除了经典的线粒体自噬（mitophagy），还可以通过细胞外囊泡（Extracellular Vesicles，EVs）清除受损线粒体。研究人员进一步利用Tomocube HT‑X1全息断层成像系统进行长时程活细胞成像，动态观察这一过程。

图解式摘要

01 癌细胞的“线粒体清理系统”

研究发现，TNBC细胞可以利用细胞外囊泡参与受损线粒体清除：

鞘脂代谢 → 细胞外囊泡 → 受损线粒体清除 → 维持线粒体稳态

这意味着癌细胞不仅能够通过细胞内部的自噬系统处理受损线粒体，还能够借助细胞外囊泡将其“运出去”。

(A) 检测28株乳腺癌细胞线粒体裂变、融合及线粒体自噬相关蛋白表达，以 MDA-MB-231 为参照对照，部分样本因材料不足无法检测指标。
(B) WB 灰度定量分析，蛋白信号经 GAPDH 归一化、MDA-MB-231 标准化校正，采用 Wilcoxon 秩和检验进行统计学分析。
(C) MDA-MB-231 细胞线粒体与溶酶体荧光染色，可见两种线粒体形态：融合样结构、点状高融合线粒体并与溶酶体共定位。Scale bars, 50 μm。
(D) DMSO、AZI、CHQ 分别处理细胞后进行线粒体与晚期内体染色，结果显示药物处理可导致晚期内体肿胀。Scale bars, 25 μm。
(E) 定量统计各组内体平均直径，采用 Dunnett 多重比较分析差异。
(F、G) AZI、CHQ 处理 TNBC 细胞 48 h，检测细胞上清囊泡颗粒数量并统计曲线下面积。
(H) 蛋白组热图展示自噬抑制剂处理后，细胞外囊泡中 EV、线粒体分裂及自噬相关蛋白的表达丰度变化。
(I) 机制示意图：展示细胞外囊泡生成与线粒体清除通路的交叉关联。

02 从细胞模型到代谢干预

研究人员以经典TNBC细胞系MDA‑MB‑231作为体外模型。为了验证鞘脂代谢在这一过程中的作用，研究人员使用了依利格鲁司特（Eliglustat）。Eliglustat是一种UGCG（葡萄糖神经酰胺合成酶）抑制剂，可以干预鞘脂代谢通路。研究发现，eliglustat处理后，神经酰胺在线粒体中的积累增加，并伴随线粒体质量变化，提示鞘脂代谢与线粒体稳态密切相关。

图注：Eliglustat干预后ceramide在线粒体中的积累增加，提示鞘脂代谢参与线粒体稳态调控。

03 Tomocube：连续24小时观察活细胞

那么，药物处理后，细胞究竟发生了什么？研究人员使用Tomocube HT‑X1 Holotomography对MDA‑MB‑231细胞进行长时程活细胞成像。

成像时间：每20分钟成像一次 × 连续24小时

通过连续记录，可以观察eliglustat处理后细胞形态以及自噬相关结构随时间发生的变化。

图注：Tomocube HT‑X1连续0–24小时进行活细胞成像，动态记录eliglustat处理后的细胞形态及自噬相关结构变化。

04 从“终点”看到“过程”

传统实验往往是：处理 → 培养 → 固定 → 染色 → 观察,得到一个终点结果。

而Holotomography能够：处理 → 活细胞连续成像 → 动态追踪 → 分析变化

在本研究中，HT‑X1的长时程成像显示，eliglustat处理后细胞出现明显形态变化，并可观察到自噬体样结构增加及液泡化现象。结合其他实验结果，研究进一步证明eliglustat能够干扰TNBC细胞的线粒体质量控制，最终抑制肿瘤细胞生存。

图注：多维实验结果共同表明，eliglustat处理后线粒体形态及自噬/线粒体自噬相关过程发生明显变化。

05 Tomocube的价值在哪里？

这项研究中，Tomocube并不是简单用来“拍一张细胞照片”。它提供的是：无标记 + 三维 + 活细胞 + 长时程 的动态观察能力。尤其是每20分钟、连续24小时的成像，让研究人员能够从：

“细胞最后发生了什么？”

进一步看到：

“这个变化是如何一步一步发生的？”

这对于研究细胞器动态、线粒体变化、自噬、药物作用及细胞死亡等过程具有重要价值。

从静态图像，到动态过程

这项研究揭示了TNBC细胞利用鞘脂代谢和细胞外囊泡维持线粒体稳态的新机制，也提示这一过程可能成为潜在的治疗靶点。而Tomocube HT‑X1，则为研究人员提供了观察这一动态细胞过程的新窗口：从“看见细胞”，到“看见细胞如何变化”。

Tomocube HT-X1系列：

文献：Vykoukal J., Chen Y., Zuo M., et al. Vesicle‑mediated mitochondrial clearance presents an actionable metabolic vulnerability in triple‑negative breast cancer. Cell Reports Medicine, 2025. DOI: 10.1016/j.xcrm.2025.102478