对话吉林农大刘回民教授：深研药食同源，多模态成像平台赋能机制探索

随着现代生活方式演变，糖、脂及嘌呤等物质和能量代谢的异常导致的一系列慢性疾病已成为全球健康挑战。基于「药食同源」理念的天然活性小分子凭借多靶点协同优势，为慢性病精准防控开辟了新路径。吉林农业大学食品科学与工程学院刘回民教授课题组深耕该交叉领域，致力于探究天然活性成分的干预机制与智能递送策略，力求将营养干预经验转化为严谨科学。

在刘教授课题组突破机理探索瓶颈的过程中，安捷伦 Cytation C10 共聚焦微孔板成像检测系统提供了关键技术支撑。该平台通过形态观察与定量分析的深度融合，重塑了微观生理数据的获取方式，为揭示活性成分在复杂代谢网络中的调控逻辑提供了坚实的可视化证据。随着新一代 Cytation 9 的推出，该技术将持续赋能生命科学探索，助力科研成果的高效产出。

发挥天然分子协同优势，引领精准营养新趋势

相比于外科手术或者传统的药物干预，天然活性分子最核心的魅力就在于其作用的温和性与系统性。传统的药物研发往往追求「靶向精准打击」，但在面对复杂诱因导致的代谢性疾病时，单点突破往往容易顾此失彼。而天然活性分子具有多靶点协同的特征，结合我国传统的「药食同源」理念，这些分子具有更好的生物安全性，更加适用于慢性病的长期管理以及亚健康状态的稳态调节。

为了探明这些物质的微观作用，刘回民教授课题组立足于吉林省丰富的谷物资源和长白山特色植物资源，重点解析了玉米黄素、谷物多酚、人参皂苷等天然活性小分子的量效和构效关系。这一系列研究的根本目的，就是为营养干预提供扎实的科学依据，将「吃得健康」这件事从经验变成科学。

目前，食药同源物质受到了广泛关注，其研究也正处于从「功能证实」向「机制驱动」跨越的关键阶段。刘教授表示，未来的研究将重点关注精准营养和个体化的干预。

他指出，由于每个人的肠道微生态差异极大，这直接决定了活性分子在肠道生物反应器中的命运。因此，未来需要研究如何针对不同代谢表型的人群，量身定制筛选方案和选择剂量。同时，构建智能的递送系统，实现多重响应和精准靶向，让活性成分在最合适的时机、最准确的器官发挥作用，这种营养设计与医学精准干预的跨界融合，才是实现慢病精准防控的有效路径。

解析细胞微观动态，突破口服递送生物屏障

在食品科学领域，一条明确的共识是「食品只能走口服这一条路」。刘回民教授介绍说，为此课题组在研究递送系统的过程中，始终将关注点放在口服生物利用率的提升上。通过利用食品级的原料构建纳米递送系统，研究人员为玉米黄素、虾青素、人参皂苷等功能因子套上了「保护壳」，有效解决了这些成分在加工中不稳定和生物可及性差的难题。

在对新型口服纳米颗粒递送系统（如靶向干预溃疡性结肠炎）进行体外评估时，追踪细胞摄取效率和释放行为尤为重要。刘教授表示，针对这一方向的研究，课题组主要采用荧光标记结合共聚焦成像技术进行分析，并通过内吞路径的抑制实验来确定纳米系统介导的吸收途径，观察递送系统进入细胞内的溶酶体逃逸情况。

在健康作用评价环节，还需要评价递送系统对肠道细胞屏障的影响，并精准检测促炎因子 TNF-α、IL-1β 和 IL-6 的组织表达水平。他强调，只有测准这些核心标志物，才能有底气证实构建的纳米系统真正发挥了作用。

在探究改善糖脂代谢等微观机制时，获取动态、多维的细胞微观生理数据是以往面临的重大挑战。刘教授表示，线粒体作为细胞的能量中心，是预防慢病研究的焦点。细胞感知营养压力时，线粒体往往最先「罢工」，出现膜去极化、嵴消失、活性氧激增，最终导致细胞代谢稳态的紊乱甚至崩溃。

之前使用的评价方法多是通过荧光定量分析线粒体数量、膜电位和活性氧，这些方法固然已成为金标准，但也存在不足，如多是终点检测，缺少长时间动态追踪，容易使研究者忽略过程中的生物学效应，且极少能控制检测环境精度等不足，导致数据可靠性面临挑战。

依托高内涵成像多模系统，引领机理研究新范式

为了解决日常实验中的切实痛点，刘回民教授实验室引入了安捷伦 Cytation C10 共聚焦微孔板成像检测系统。促使团队引入该系统的最主要原因，是其卓越的高内涵成像功能。刘教授表示，在过往的研究中，形态研究和定量分析往往是割裂的，也无法实现对活细胞进行实时监测，这极大地影响了研究数据的可视化质量和可靠性。此外，该系统的软件界面非常友好，团队学生上手很快，能迅速把精力投入到数据分析而非设备调试上。

新设备的引入带来了直观的效能改变。刘教授分享道，在近期研究纳米颗粒抗炎机制时，团队通过长时间实时监测功能，在同一孔位、同一视野下，同步捕捉到了 pH 敏感性纳米荧光颗粒入胞的过程和在胞内的富集程度，以及胞内 ROS 信号的动态衰减。这种所见即所得的关联分析，不仅排除了人工取样带来的系统误差，更在细胞水平上构建了严密的「摄取-响应」证据链，为揭示活性成分在复杂代谢网络中的调控逻辑提供了坚实的可视化支撑。

面对未来更复杂的生物学分析要求，刘回民教授对检测软件的深度开发寄予厚望。他表示，希望软件能够更加「聪明」，例如深度引入 AI 算法，实现无需染色的活细胞识别，这对于保护活性分子的天然生理状态十分有意义。同时，他还期望系统能自动计算溶酶体逃逸率和核异位等高阶数据，让分析变得更简单。

在硬件层面，刘教授期待更高分辨率的突破以捕捉精细的亚细胞结构，并强烈建议加强设备间的协作能力，例如让成像数据与安捷伦 Seahorse 的代谢数据实现更深度的联动和匹配，从而为一线工作者提供高效、可靠、系统的解决方案。

结语

从「药食同源」活性物质的多靶点机制解析，到智能口服纳米递送系统的构建，生命科学的前沿探索正以前所未有的微观视角重塑人类对健康的认知。在攀登科研高峰的旅程中，将成像与定量完美融合的高性能检测平台，已成为破译复杂细胞代谢密码的刚需利器。

今年新上市的安捷伦 Cytation 9 系统，正是顺应这一科研刚需的革新之作。诚如刘回民教授在寄语中所言：「期待 Cytation 9 带着更前沿的技术和更优秀的体验，持续赋能前沿生命科学探索，助力广大科研工作者加速产出更多具有国际影响力的创新成果。」

高内涵系统加持洞悉天然产物健康价值

内容策划：沈佳钰

内容审核：朱晓芳