《細(xì)胞—代謝》：利用同位素示蹤法定量檢測(cè)循環(huán)代謝物通量

哺乳動(dòng)物的器官被血液循環(huán)所攜帶的營(yíng)養(yǎng)所滋養(yǎng)。這些營(yíng)養(yǎng)素來自飲食和內(nèi)部?jī)?chǔ)存，在最終用作組織燃料之前可能會(huì)經(jīng)歷各種相互轉(zhuǎn)化。有鑒于此，美國(guó)普林斯頓大學(xué)的Joshua D. Rabinowitz和Sheng Hui等研究人員，開發(fā)出循環(huán)代謝物通量的定量檢測(cè)方法。

相關(guān)科研成果以“Quantitative Fluxomics of Circulating Metabolites”為題，發(fā)表在國(guó)際期刊《Cell Metabolism》上。

本文要點(diǎn)

1）研究人員開發(fā)了13C同位素示蹤、質(zhì)譜和數(shù)學(xué)分析方法，以確定循環(huán)養(yǎng)分的直接來源、它們的相互轉(zhuǎn)化率以及最終對(duì)TCA循環(huán)代謝的組織特異性貢獻(xiàn)。

2）使用15種營(yíng)養(yǎng)物13C同位素標(biāo)記物進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)使高碳水化合物或生酮飲食的飼喂和禁食小鼠能夠廣泛地利用循環(huán)代謝周期和組織的TCA輸入。

3）研究人員發(fā)現(xiàn)大部分循環(huán)碳通量由兩個(gè)主要循環(huán)攜帶：葡萄糖-乳酸和甘油三酸酯-甘油-脂肪酸。當(dāng)相關(guān)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的飲食含量低時(shí)，通過這些途徑的零星循環(huán)就會(huì)凸顯，從而使內(nèi)部代謝活動(dòng)對(duì)食物的選擇具有穩(wěn)健性。

本研究開發(fā)的體內(nèi)通量定量方法廣泛適用于不同的生理和疾病狀態(tài)。

圖。全面的13C同位素示蹤研究可以確定循環(huán)代謝物的直接來源和相互轉(zhuǎn)化通量。

該文章所用的15種13C同位素標(biāo)記物（13C-葡萄糖、13C谷氨酰胺、13C乳酸鈉、13C絲氨酸等）如下，均購(gòu)于劍橋同位素公司（Cambridge Isotope Laboratories）。

劍橋同位素實(shí)驗(yàn)室開發(fā)了用于MS組學(xué)和MS/MS篩選研究的穩(wěn)定同位素標(biāo)記組、混合物和試劑盒。相關(guān)產(chǎn)品如下：

該產(chǎn)品可用于非目標(biāo)和目標(biāo)物從質(zhì)量控制到定量的LC-MS方法。

氨基酸在生物功能中扮演著重要的角色，是各種代謝途徑(如檸檬酸循環(huán)、尿素循環(huán))的中間體。這些化合物會(huì)影響代謝紊亂、疾病的發(fā)病機(jī)制和傳播。