糖酵解水平

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糖酵解水平相关的耗材

  • Seahorse XF Glycolytic Rate Assay Starter Pack
    XF 糖酵解速率测定试剂盒可对活细胞中的糖酵解进行精确测定,揭示了乳酸终点测定法无法识别的瞬时反应和快速代谢转换。在 Seahorse XF 分析仪上运行该测定,可量化糖酵解特异性的质子释放。该测定应利用 XF pH 确定的培养基进行。请参阅规格部分和用户测定指南,选择正确的培养基。了解关于使用 Seahorse XF 技术测定糖酵解的更多信息适用于 XFe96、XF96 或 XFe24 分析仪。与 XF24 和 XF24-3 分析仪不兼容。仅与标准 XFe96、XF96 和 XFe24 细胞培养板(V3 和 V7 PS)兼容。如需了解更多详细信息,请参阅规格部分。 计算并扣除线粒体产生的酸化以精确测量糖酵解速率 通过报告线粒体呼吸和糖酵解途径的相对活性来检测代谢转换(如 Warburg 效应) 测量单个分析孔内代谢调节剂前后对糖酵解速率的影响 该测定最好使用 Seahorse XF DMEM 培养基,pH 7.4(目录号 103575-100)或 Seahorse XF RPMI 培养基,pH 7.4(目录号 103576-100)。如需了解其他分析培养基选项,请参阅 XF 缓冲因子方案快速参考指南。 试剂盒中包含用于阻断线粒体活性(以计算线粒体酸化)的鱼藤酮/抗霉素 A 混合物以作为内部质控品的 2-DG(以抑制糖酵解) 一次性样品瓶始终保证质量和数量,且现在更容易打开 糖酵解速率、糖酵解引起的质子流出百分比及其他关键指标由报告生成器进行计算 标准方案使用不含酚红的基础培养基和 5 mmol/L HEPES,可实现更高的动态范围和数据质量 适用于 XFe96、XF96 或 XFe24 分析仪。与 XF24 和 XF24-3 分析仪不兼容 有关与 Seahorse XFp 分析仪兼容的试剂盒,请参见 Seahorse XFp 糖酵解速率测定试剂盒 仅限研究使用。不可用于诊断目的。
  • Seahorse XF glycolytic rate assay kit
    XF 糖酵解速率测定试剂盒可对活细胞中的糖酵解进行精确测定,揭示了乳酸终点测定法无法识别的瞬时反应和快速代谢转换。在 Seahorse XF 分析仪上运行该测定,可量化糖酵解特异性的质子释放。该测定应利用 XF pH 确定的培养基进行。请参阅规格部分和用户测定指南,选择正确的培养基。了解关于使用 Seahorse XF 技术测定糖酵解的更多信息适用于 XFe96、XF96 或 XFe24 分析仪。与 XF24 和 XF24-3 分析仪不兼容。仅与标准 XFe96、XF96 和 XFe24 细胞培养板(V3 和 V7 PS)兼容。如需了解更多详细信息,请参阅规格部分。 计算并扣除线粒体产生的酸化以精确测量糖酵解速率 通过报告线粒体呼吸和糖酵解途径的相对活性来检测代谢转换(如 Warburg 效应) 测量单个分析孔内代谢调节剂前后对糖酵解速率的影响 该测定最好使用 Seahorse XF DMEM 培养基,pH 7.4(目录号 103575-100)或 Seahorse XF RPMI 培养基,pH 7.4(目录号 103576-100)。如需了解其他分析培养基选项,请参阅 XF 缓冲因子方案快速参考指南。 试剂盒中包含用于阻断线粒体活性(以计算线粒体酸化)的鱼藤酮/抗霉素 A 混合物以作为内部质控品的 2-DG(以抑制糖酵解) 一次性样品瓶始终保证质量和数量,且现在更容易打开 糖酵解速率、糖酵解引起的质子流出百分比及其他关键指标由报告生成器进行计算 标准方案使用不含酚红的基础培养基和 5 mmol/L HEPES,可实现更高的动态范围和数据质量 适用于 XFe96、XF96 或 XFe24 分析仪。与 XF24 和 XF24-3 分析仪不兼容 有关与 Seahorse XFp 分析仪兼容的试剂盒,请参见 Seahorse XFp 糖酵解速率测定试剂盒 仅限研究使用。不可用于诊断目的。
  • Seahorse XF Glycolysis Stress Test Kit
    Seahorse XF 糖酵解压力测试试剂盒通过迫使细胞进行糖酵解来测量糖酵解通路的容量,并评估研究模型为满足代谢和生物能量需求而提高糖酵解活性的能力。请参考 XF 糖酵解速率分析,测定乳酸盐相关的质子外排。了解关于使用 Seahorse XF 技术测定糖酵解的更多信息仅限研究使用。不可用于诊断目的。 这款分析试剂盒能够分析使用呼吸调节因子阻断线粒体 ATP 产生时的基础糖酵解和糖酵解容量。 通过葡萄糖饥饿法来评估非糖酵解酸化。 直接在分析培养基中复溶化合物,无需使用 DMSO 或其他溶剂。 试剂盒的每个细胞批次均经过严格的测试和验证,能提供一致且稳定的结果,消除了实验失败带来的成本。 数据分析工具 — Seahorse XF 糖酵解压力测试报告生成器可自动计算样品的关键参数,简化数据处理。 下载 Seahorse XF 糖酵解压力测试报告生成器

糖酵解水平相关的仪器

  • 安捷伦Seahorse XFe96细胞能量代谢分析仪简介:安捷伦Seahorse XFe96分析仪在 96 孔板中检测活细胞的 OCR 和 ECAR。这些数值是线粒体呼吸和糖酵解的关键指标,可在系统水平查看培养细胞和体外样品的细胞代谢功能。相关资料下载请点击:http://www.instrument.com.cn/netshow/SH104076/download.htm安捷伦Seahorse XFe96细胞能量代谢分析仪特性:1、实时结果 — 该整合系统可在几分钟内报告代谢率,而无需样品提取或标记。Wave 软件可控制仪器,并执行实时速率测定从而在测量当日提供结果。2、活细胞响应 — 实时检测底物,抑制剂和其他化合物的响应,其通过 4 加药口系统进行加药并自动混合,同时保持生理温度 (37 oC)。3、灵活的实验设计 — 96 孔板形式可在一次分析中测试多种条件,极适合于剂量响应研究和化合物筛选。4、高灵敏度 — 可分析自定义 96 孔板中每孔仅 5000 个细胞。 细胞数目需求根据细胞类型所不同;请参考细胞参考数据库了解详细信息。5、拥有精密控温加热托盘,可维持 16-42 oC(室温以上 12-20 oC),因此兼容多种样品。6、采用 Seahorse XF 细胞线粒体压力测试检测线粒体功能7、采用 Seahorse XF 细胞能量表型测试可在一小时内生成一种代谢表型8、利用 Seahorse XF 糖酵解速率测试分析活细胞内的糖酵解速率9、采用 Seahorse XF 线粒体底物分析测试,快速检测细胞能量生成对线粒体底物的依赖性10、采用 Seahorse XFe96 细胞球体分析微孔板分析 3D 样品,例如细胞球体和胰岛11、使用 Seahorse Wave 软件可轻松创建分析实验方案和分析数据仅限研究使用。不可用于诊断目的。
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  • 安捷伦Seahorse XFe24 细胞能量代谢分析仪简介:安捷伦Seahorse XFe24 分析仪在 24 孔板中检测活细胞的 OCR 和 ECAR。这些数值是线粒体呼吸和糖酵解的关键指标,可在系统水平了解培养细胞,胰岛和体外样品的细胞代谢功能。相关资料下载请点击:http://www.instrument.com.cn/netshow/SH104076/download.htm安捷伦Seahorse XFe24 细胞能量代谢分析仪特性:1、实时结果 — 该整合系统可在几分钟内报告代谢率,而无需样品提取或标记。Wave 软件可控制仪器,并实时执行速率测定以当日内提供测试结果。2、活细胞响应 — 实时检测底物,抑制剂和其他化合物的响应,其通过 4 加药口系统实现加药并自动混合,同时保持生理温度 (37 oC)。3、高灵敏度 — 可分析自定义 24 孔板中每孔仅 10000 个细胞。细胞数目需求根据细胞类型所不同;请参考细胞参考数据库了解详细信息。相比 96 孔系统,24 孔微孔板和系统可容纳更大和/或更多的代谢活性样品。4、拥有精密控温加热托盘,可维持 16-42 oC(室温以上 12-20 oC),因此兼容多种样品。5、采用 Seahorse XF24 胰岛捕获板可分析胰岛功能或其它流动样品6、采用 Seahorse XF 细胞线粒体压力测试检测线粒体功能7、采用 Seahorse XF 细胞能量表型测试可在一小时内生成一种代谢表型8、利用 Seahorse XF 糖酵解速率测试分析活细胞内的糖酵解速率9、采用 Seahorse XF 线粒体底物分析测试,快速检测细胞能量生成对线粒体底物的依赖性10、使用 Seahorse Wave 软件可轻松创建分析实验方案和分析数据仅限研究使用。不可用于诊断目的。
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  • 安捷伦 Seahorse XF Pro 分析仪以 96 孔规格测量并报告活细胞的耗氧率 (OCR)、质子释放率 (PER) 或细胞外酸化率 (ECAR) 以及 ATP 产生速率。该分析仪在低速率下具有出众的 OCR 精度,具备经验证的仪器性能、优化的温度控制,并且兼容自动化。OCR、PER 和 ATP 产生速率是能量代谢的关键测量,也是线粒体健康、毒性、糖酵解和总体细胞功能/功能障碍的重要指标。综合这些检测结果可在系统水平表征培养细胞和体外样品的细胞代谢功能。XF Pro 分析仪也配备先进的软件、标准化工作流程和安捷伦 Seahorse Analytics 软件提供的高级数据分析功能。这些功能极大地简化了从检测设计到数据 QC 和解读的整个 XF 检测过程。
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  • 【金秋计划】大承气汤通过抑制HIF-1α介导的糖酵解减轻急性肺损伤

    [size=15px][color=#595959][b]脓毒症[/b]是一种由于对感染反应不正常而导致的器官功能紊乱,[b]急性肺损伤[/b]([b]ALI[/b])是最常见的并发症,作为一种侵袭性肺部炎症性疾病,其特点是死亡率高。[/color][/size][size=15px][color=#595959]越来越多的研究人员发现,中草药在预防和治疗炎症性肺部疾病方面具有很高的疗效。[/color][/size][size=15px][color=#595959]其中,[b]大承气汤[/b]([b]DCQD[/b])被认为是中医“肺肠联合治疗”的代表性方剂,其由大黄、枳实、厚朴和芒硝组成,共同起到峻下热结的作用。[/color][/size] [size=15px][color=#595959]现代药理学研究表明,DCQD具有[b]抗炎、抗氧化、抗菌和抗内毒素[/b]的作用,改善胃肠道运动,增强[/color][/size][size=15px][color=#595959]免疫[/color][/size][size=15px][color=#595959]力。在临床实践中,它用于治疗急性胰腺炎、术后胃肠[/color][/size][size=15px][color=#595959]功能障碍[/color][/size][size=15px][color=#595959]、肠梗阻等疾病[b]。研究表明,DCQD可以治疗脓毒症引起的ALI,主要通过抑制炎症因子的产生。关于DCQD治疗ALI的研究相对较少,其对ALI的潜在保护机制值得进一步研究。[/b][/color][/size] [align=center] [/align] [size=15px][color=#595959]基于“肺肠联合治疗”理论,通过网络药理学和实验研究验证DCQD减轻ALI的保护作用和分子机制。[/color][/size] [size=15px][color=#595959]采用超高效[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/5p][color=#3333ff]液相色谱[/color][/url]-质谱法测定DCQD的有效成分。采用[b]网络药理学和分子对接技术[/b]筛选DCQD治疗ALI的有效成分-靶点通路。此外,根据预测结果构建了气管内滴注脂多糖诱导的ALI模型并进行了体内验证。[/color][/size] [align=center][size=16px][color=#3573b9]结果[/color][/size][/align] [size=15px][color=#595959]通过网络药理分析筛选出34个有效成分,570个潜在靶点。此外,还获得了950个ALI靶基因和2095个脓毒症相关靶基因,鉴定出570个两者相互关联的靶基因。最终筛选出199个对DCQD治疗ALI和脓毒症至关重要的共同靶基因,然后用GO和KEGG进行富集。在ALI模型中,研究发现DCQD减轻ALI的炎症反应,可能是通过抑制HIF-1α介导的[b]糖酵解[/b]作用。[/color][/size] [align=center][size=16px][color=#3573b9]结论[/color][/size][/align] [size=15px][color=#595959]该研究[b]证实了DCQD对ALI的预防作用,发现DCQD可通过调节HIF-1α的表达,下调糖酵解,减轻炎症,从而改善ALI[/b]。[/color][/size]

  • 【金秋计划】清下解胰方颗粒剂通过抑制糖酵解作用抑制M1巨噬细胞极化,减轻急性胰腺炎

    [size=15px][color=#595959]中药复方是治疗[/color][/size][b][size=15px][color=#595959]急性[/color][/size][size=15px][color=#595959]胰腺炎[/color][/size][size=15px][color=#595959](AP)[/color][/size][/b][size=15px][color=#595959]患者的常见和完善的做法。[b]清下解胰方(QXJYF)[/b]是在清胰汤基础上改良而成的方剂,在我国应用多年,临床疗效满意。它可以降低[b]重型AP[/b](SAP)患者的感染率并恢复胃肠动力。然而,QXJYF颗粒的个别成分、[b]对AP的确切作用和机制[/b],以及对pSAP患者SAP发病率的影响仍有待阐明。 [size=15px]评价QXJYF颗粒剂对急性胰腺炎的影响,并探讨其分子机制。[/size] [size=15px]采用UPLC-Q-Orbitrap质谱法(UPLC-Q-Orbitrap MS)对[b]QXJYF颗粒中的主要化合物进行鉴定[/b]。阐明QXJYF颗粒对实验性AP模型体外和体内的影响,并详细阐述其作用机制。分别[b]腹腔注射雨蛙素或L-精氨酸诱导小鼠两种AP模型[/b],并用QXJYF颗粒对AP小鼠进行体内治疗。[/size] [size=15px]观察[b]胰腺和肺的组织学变化[/b]、血清淀粉酶和脂肪酶水平、血清炎症因子、炎症细胞浸润和巨噬细胞表型。体外培养骨髓源性巨噬细胞(BMDMs),并对其进行QXJYF颗粒处理。[b]测定BMDM表型和糖酵解水平[/b]。最后,[b]验证QXJYF颗粒对AP患者的临床疗效[/b]。对符合纳入条件的预测严重AP (pSAP)患者进行[b]入组评估[/b]。[/size][size=15px][/size] [/color][/size][align=center] [/align][size=15px][color=#595959][/color][/size][size=15px][color=#595959][/color][/size][size=15px][color=#595959][/color][/size] [size=15px][color=#595959]QXJYF颗粒中鉴定出[b]9种主要化合物[/b]。数据显示,QXJYFf颗粒在体内均能显著减轻雨蛙素或L-精氨酸诱导的AP模型的严重程度,胰腺损伤和炎症细胞浸润,全身炎症、肺损伤和炎症细胞浸润均得到改善。[/color][/size] [size=15px][color=#595959]QXJYF颗粒在体内和体外均能显著降低AP期间[b]M1巨噬细胞[/b];QXJYF处理后M1巨噬细胞中inos、Tnfα、Il1β、Il6等M1基因mRNA表达水平明显低于M1巨噬细胞。在机制上,发现M1巨噬细胞中HK2、PFKFB3、PKM、LDHα水平升高,但经QXJYF治疗后明显降低。临床资料显示,QXJYF颗粒能显著抑制CRP水平,缩短器官衰竭持续时间,从而[b]降低SAP的发生率,防止pSAP患者向SAP发展[/b]。[/color][/size] [size=15px][color=#595959][/color][/size][color=#3573b9]结论[/color][size=15px][color=#595959][/color][/size] [b][size=15px][color=#595959][/color][/size][size=15px][color=#595959][/color][/size][size=15px][color=#595959][/color][/size][size=15px][color=#595959][/color][/size][/b][size=15px][color=#595959][font=&][/font][/color][/size][b][size=15px][color=#595959][/color][/size][/b][size=15px][color=#595959][/color][/size][b][size=15px][color=#595959][/color][/size][size=15px][color=#595959]QXJYF颗粒通过抑制糖酵解作用,抑制M1巨噬细胞极化,减轻AP[/color][/size][/b][size=15px][color=#595959]。[/color][/size]

  • 长期摄入果糖好吗?

    很多饮品中都在使用果糖,那么果糖到底有危害吗? 果糖是一种单糖,在自然界中主要存在于水果和蜂蜜等食品中,在植物中也有存在,尤以菊科植物为多。在各种天然糖中,果糖的甜度最高,其甜度大约是蔗糖的1.8倍。在蜂蜜中果糖约含49%。在体内,果糖可以转化为葡萄糖或合成糖元,但葡萄糖和糖元不能逆向转化为果糖,机体的果糖主要由肠道的二糖酶将蔗糖分解为葡萄糖和果糖而来。由于果糖可绕过糖酵解中的限速酶,故肝脏中的分解速度快于葡萄糖,且不受胰岛素的影响。正是由于果糖的这些特点,人们往往放松了对果糖的戒备。特别是一些糖尿病患者利用蜂蜜作为甜味剂,认为蜂蜜中的果糖不会造成血糖升高,以此作为养生的佳品。实际上,果糖吃多了危害性更大。在我们的血液中果糖的含量非常少,主要的糖是葡萄糖,我们平时所说的血糖也是指血液中葡萄糖含量。那么我们每天摄入的果糖哪儿去了?当果糖进入体内后,在肠道与肠粘膜上皮细胞载体蛋白结合后,能顺利地被吸收转化,果糖转化的主要场所是肝脏,可分别转化成糖原、葡萄糖和脂肪。所以,血液中果糖的含量不多。从这一点来看,果糖摄入过多后,同样会导致血糖的变化,并不是糖尿病患者安全的甜味剂。果糖不仅可以转化成葡萄糖,还可转化成脂肪,并引起脂肪合成增多。与葡萄糖相比,果糖转化合成脂肪更容易。在人体内有一种物质叫做磷酸果糖激酶,又被称为糖酵解的限制酶,对糖的酵解有调节作用,而果糖则不受磷酸果糖激酶的控制,因而很容易转化为合成脂肪需要的甘油部分。当果糖摄入量少时,果糖能转变为葡萄糖,使肝脏中糖原的储存量增加。但是,当果糖摄入量大时,果糖就成为合成脂肪不受限制的原料。在导致人体肥胖的因素中,可以说果糖的危害性甚至超过了葡萄糖和蔗糖。

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  • 潘东宁/唐惠儒合作揭示天冬酰胺可促进脂肪细胞产热和糖酵解
    棕色和米色脂肪是一类特殊的“产热脂肪”,能够将代谢底物氧化产生的能量转化为热能,是哺乳动物及人类新生儿在寒冷环境下维持体温的重要手段之一,在进化上具有重大意义。近年来,肥胖、糖尿病等代谢性疾病日益流行,能量过剩是此类疾病的共同特征。产热脂肪具有高代谢活性和可诱导性,同时参与维持机体的能量代谢稳态,因而受到人们的关注,产热功能的调节机制和激活信号成为重要的研究课题。糖和脂肪酸是产热脂肪的两大“燃料”,其代谢途径及信号通路已有大量报道。然而,氨基酸是否能作为代谢底物或信号分子调节产热脂肪的功能,目前尚知之甚少。2021年10月27日,复旦大学潘东宁课题组和唐惠儒课题组合作在EMBO Journal上发表了题为 Asparagine reinforces mTORC1 signaling to boost thermogenesis and glycolysis in adipose tissues的研究成果。该研究发现,天冬酰胺通过激活mTORC1信号通路,启动脂肪组织产热和糖酵解,促进白色脂肪米色化,从而提高小鼠对寒冷环境的耐受能力,在肥胖情况下改善胰岛素敏感性、缓解体重增长。天冬酰胺(Asparagine, Asn)属于非必需氨基酸。哺乳动物细胞广泛表达天冬酰胺合成酶(Asparagine synthetase, ASNS),该酶以天冬氨酸为底物,由谷氨酰胺提供氨基,合成天冬酰胺。白血病母细胞(leukemic blasts)缺乏Asns表达,无法合成天冬酰胺,依赖外源摄取。因此,临床上使用天冬酰胺酶(asparaginase, ASNase)作为急性淋巴细胞性白血病的治疗手段,通过清除循环中的天冬酰胺,使白血病细胞由于缺乏天冬酰胺而凋亡。值得注意的是,接受该疗法的患者中,分别有20%和67%出现了高血糖和高血脂。此外,循环中天冬酰胺的水平与代谢综合征、肥胖的发生呈负相关。这些现象引起了本文作者的关注:天冬酰胺是否能影响全身能量代谢?为了探究这一问题,作者改变小鼠循环中天冬酰胺的水平,观察代谢和产热指标的变化。实验发现,在饮水中添加天冬酰胺,提高循环天冬酰胺水平,小鼠在4℃冷暴露时的体温维持能力显著提高,白色脂肪中出现更多米色化细胞;全身耗氧量、产热量均显著增加。另一方面,给予天冬酰胺酶,清除循环中的天冬酰胺,则出现相反的表型。在使用高脂饮食诱导肥胖的同时,给小鼠饮水中添加天冬酰胺,天冬酰胺组肥胖小鼠对β3肾上腺素受体激动剂反应敏感,体重增长减缓,血清胰岛素和血脂水平下降,糖耐量改善。这说明,天冬酰胺确实能促进脂肪组织产热、改善全身能量代谢。天冬酰胺发挥上述作用的机制是什么呢?作者采用代谢组学与同位素标记-靶向代谢流分析手段,发现添加天冬酰胺后,细胞内糖酵解中间产物(果糖-6-磷酸,果糖-1,6-二磷酸)显著增加。与之一致地,糖酵解关键酶(己糖激酶HK2、磷酸果糖激酶PFKL、丙酮酸激酶PKM)蛋白水平显著上调。进一步研究发现,天冬酰胺可激活mTORC1信号通路,上调4E-BP1和S6K的磷酸化水平,从而促进糖酵解关键酶的翻译;天冬酰胺对产热的激活作用,则依赖于mTORC1对Pgc1α的诱导。本研究首次报道了天冬酰胺对脂肪组织产热和糖酵解的激活作用,发现口服补充天冬酰胺能有效改善全身代谢、缓解肥胖进程。这一研究成果完善了我们对氨基酸调节产热脂肪功能的认识,并为利用天冬酰胺作为营养补充来预防和缓解肥胖提供了实验基础。复旦大学基础医学院博士生徐英江和施亭为本文共同第一作者,基础医学院潘东宁研究员和生命科学学院、人类表型组研究院唐惠儒教授为本文共同通讯作者。
  • 肿瘤细胞中不同的糖代谢途径|附相关会议
    人们早在20世纪初就观察到肿瘤细胞群体的一个有趣且独特的性质:大多数肿瘤细胞的能量代谢与正常细胞相比呈现出巨大的差异性。1924年Otto Warburg首先报道了这一现象,后来他由于发现呼吸酶(即细胞色素c氧化酶)而获得了诺贝尔奖。相关会议推荐点击可免费报名大多数不增殖的正常细胞通过获取氧分子,将葡萄糖通过葡萄糖转运蛋白(GLUT)运输入胞内,在胞质中有氧条件下能通过糖酵解途径将葡萄糖分解成丙酮酸。在糖酵解的最后一步,丙酮酸激酶的M1亚型的存在,可以确保产物丙酮酸被运送到线粒体,再在丙酮酸脱氢酶(PDH)的作用下进行氧化,生成乙酰辅酶A,进入三羧酸循环。通过这种方式,线粒体每分解一个葡萄糖分子就能产生36个ATP分子。而在肿瘤细胞中,即使在有充足氧供应的肿瘤细胞中,GLUT1将大量葡萄糖运输至胞质中进行糖酵解。它依赖丙酮酸激酶的M2亚型,将丙酮酸盐转化为乳酸脱氢酶(LDH-A)的底物,生成大量乳酸,分泌到胞外。由于只有极少量的葡萄糖被运输至线粒体进行分解,故每个葡萄糖分子只分解得到2个ATP分子。此外,糖酵解途径中的大量中间产物被用于其他生化合成途径中。被Warburg称为肿瘤细胞“有氧糖酵解”的这种代谢方式,由于其每分解一个葡萄糖分子只能得到两个ATP分子,在能量学上显得很不经济。因为在三羧酸循环中有氧分子参与的情况下,一个葡萄糖分子的有氧糖酵解途径能提供36个ATP分子。机体中的大多数正常细胞正是通过这种由血液系统带来氧分子、进而进行有氧糖酵解的途径获得高效供能的。而即使子提供充足氧气的情况下,肿瘤细胞也不使用常规糖酵解方式,这实在是一种非常与众不同的生物学行为。由于肿瘤细胞使用的是一种很不经济的糖代谢方式,因此它们需要大量的葡萄糖进入胞内进行分解。在多种肿瘤中,如上皮来源的癌和血液系统肿瘤,都能观察到这种行为。它们高表达葡萄糖转运蛋白,如GLUT1等,以便能跨膜转运大量葡萄糖。那么为什么80%的肿瘤细胞要采取这种糖酵解的方式,而不采用到线粒体中进行三羧酸循环的方式对葡萄糖进行分解呢,并且明显后者能提供更多的ATP以供肿瘤细胞的生长和增殖?有氧糖酵解是否是肿瘤细胞维持其表型必需的?又或它只是细胞转化后的一个无意义的副效应,对细胞转化和生长并没有因果作用。有关有氧糖酵解的一个解释是肿瘤块内部的肿瘤细胞通常都呈现缺氧的状态,这种缺氧状态导致细胞不能进行充分的糖酵解进而提供充足的ATP,就像正常细胞在缺氧状态时的反应一样。由于具备Warburg效应,肿瘤细胞很好地适应了这种缺氧环境,但这依然不能解释为什么在提供充足氧气的条件下,肿瘤细胞依然不加以利用以合成更多的ATP。关于有氧糖酵解另一个合理的解释是,除了产生ATP,糖酵解还有第二个作用:糖酵解途径的中间产物可以作为很多涉及细胞生长(如核酸和脂类的合成)的分子的前体。肿瘤细胞通过糖酵解途径的负反馈机制,阻断糖酵解途径的最后一步,使细胞内积累了大量早期中间代谢物。这些糖酵解途径的中间产物能参与许多重要的生化合成反应。较肿瘤细胞而言,正常细胞没有那么强的增殖活性,也不需要大规模的生化合成反应,葡萄糖主要用来产生ATP以维持其正常代谢。正是这种肿瘤细胞异常的葡萄糖代谢为其创造了生长和增殖的生理学环境。参考文献: 1. 《The biology of CANCER》second edition. Robert.A Weinberg 2. 《癌生物学》詹启敏 刘芝华 主译
  • 【安捷伦】聚焦代谢,安捷伦 Seahorse 在病毒免疫研究中的应用
    自新冠病毒爆发以来,治疗新型肺炎的药物和疫苗的研发进展备受瞩目。近期,连续传来好消息:浙江海正药业股份有限公司研制的“法维拉韦”(原名“法匹拉韦”)正式获得国家药监局批准上市、美国吉列德的“瑞德西韦”目前正在武汉金银潭医院等 11 家医院开展多中心临床试验验证、康复者的血浆抗体被用于治疗。在新药研发过程中,非常关键的一环就是评估药物引起的免疫反应,这将决定药物能否上市,能否用来治疗新型肺炎患者。免疫是人体的一种重要的生理功能,人体依靠这种功能识别“自己”和“非己”成分,从而破坏和排斥进入人体的危险物质,如抗原、病原体(如病毒、细菌)和炎症刺激。人体免疫系统是人抵御外来感染的防线,而淋巴细胞就是这道防线的哨兵。淋巴细胞包括 B 淋巴细胞和T淋巴细胞。B 淋巴细胞亦称 B 细胞,主要功能是产生抗体,介导体液免疫应答;T 淋巴细胞亦称 T 细胞,发挥细胞免疫及免疫调节等功能。这两种淋巴细胞分工明确,共同杀伤和清除入侵体内的病原体。代谢是细胞合成和分解营养物质的过程,是所有活细胞维持生存、增殖和行使功能的必须生理过程。近些年来,代谢在免疫系统中的作用被越来越多的研究者发现。代谢被视为调控免疫细胞功能与分化的主要因子。在 T 细胞分化过程中,初始 T 细胞、效应 T 细胞和记忆 T 细胞对于能量的需求各异,因此这三种 T 细胞依赖氧化磷酸化和糖酵解的能力各不相同。由此可见,代谢对于免疫系统的功能至关重要。Seahorse 技术作为检测能量代谢的金标准,在病原体感染与免疫方向有着非常广泛的应用,为科学家提供强有力的武器来研究病毒与免疫系统的攻防。1、 巴尔病毒(EBV)诱导 B 细胞进行单碳代谢,驱动 B 细胞转化EBV 可以导致多种 B 细胞淋巴瘤。人们对 EBV 感染 B 细胞后,B 细胞如何快速增殖的机制知之甚少。剑桥大学和哈佛医学院的科学家们 2019 年在 Cell Metabolism 上发表的文章为大家揭开了这个谜题[1]。他们的研究发现,EBV 会重塑 B 细胞的代谢通路,诱导 B 细胞进行单碳叶酸代谢,从而促进 B 细胞获得营养,快速增殖。EBV 上调 B 细胞对外源丝氨酸的摄入,目的是为了支持线粒体的单碳代谢(图 1 )。他们的工作为开发新的线粒体单碳代谢抑制剂来治疗 EBV 的感染的 B 淋巴瘤提供了理论基础。图 1. Seahorse 的结果表明,丝氨酸的缺失会降低新感染细胞的呼吸作用。(E)EBV 感染 4 天的原代 B 细胞在含有丝氨酸和缺乏丝氨酸的培养基中生长,测量氧气消耗速率(OCR)。(F)根据图E的结果计算得到的代谢参数。2、 调控 CD8 阳性 T 细胞的代谢可以对抗流感病毒感染CD8 阳性 T 细胞在不同的分化阶段,由初始细胞向效应和记忆细胞转换的过程中,线粒体的呼吸是被精密调控的。代谢状态的改变可以满足不同种类 CD8 阳性 T 细胞对能量的需求,有利于它们进行增殖。美国佛蒙特大学的 Champagne 等研究者于 2016 年在 Immunity 上发表成果,揭示 MCJ 蛋白是 CD8 阳性 T 细胞线粒体呼吸的负调控因子(图 2)[2]。MCJ 缺陷的记忆 CD8 阳性 T 细胞对流感病毒的感染具有更强的保护能力。T 细胞代谢与流感病毒感染之间的关系由此可见一斑。此研究揭示 MCJ 可以作为一个治疗靶点来增加 CD8 阳性 T 细胞的反应。图 2. MCJ 缺陷的效应 CD8 阳性 T 细胞氧化磷酸化升高。野生型和 MCJ 缺陷的 CD8 阳性 T 细胞经 CD3 和 CD28 抗体激活 2 天。(A)细胞在无刺激培养基中静置 4 小时后 ATP 的浓度。(B)Seahorse 线粒体压力试验测量静置 12 小时的细胞的 OCR。(C)Seahorse 糖酵解压力试验测量细胞的 ECAR。3、 艾滋病病毒(HIV)感染和抗逆转录病毒疗法对免疫细胞功能的影响大家对 HIV 应该很熟悉了。HIV 是一种逆转录病毒,它能够攻击人体免疫系统,在慢性 HIV 感染中,免疫细胞会变得越来越不正常,最终衰竭。2019 年发表在 JCI Insight 上的一篇文章探讨了 HIV 感染以及相应的抗转录病毒疗法对免疫细胞代谢的影响[3]。德国杜伊斯堡大学 Korencak 等人的研究结果表明,在 HIV 感染时,大多数免疫细胞的呼吸作用都会大幅降低,而这种代谢的变化与慢性免疫激活和衰竭是联系在一起的。当用抗逆转录病毒疗法治疗 HIV 感染的患者时,除了 CD4 阳性 T 细胞以外,其他类型的免疫细胞的呼吸作用可以得到恢复(图 3 )。这一最新的研究成果为评估抗病毒药物对于人体免疫功能的副作用提供了一个很好的方法。图 3. 与 HIV 阴性的患者相比,HIV 阳性、未治疗的患者和抗逆转录病毒疗法治疗的患者显示基础呼吸和最大呼吸降低。(A)Seahorse 线粒体压力测试比较 HIV 阳性、未治疗和治疗患者,以及健康人的 CD4 阳性 T 细胞的基础和最大线粒体呼吸。(B)Seahorse 糖酵解压力测试结果表明,CD4 阳性 T 细胞的糖酵解能力在三组患者中没有显著性差异。免疫代谢是一个快速增长的研究领域。代谢与免疫细胞的功能息息相关,为研究免疫生物学提供了新的策略。安捷伦 Seahorse 在免疫学研究中的应用囊括了免疫学的各个方面。参考文献1. Wang, L. W. et al. Epstein-Barr-Virus-Induced One-Carbon Metabolism Drives B Cell Transformation. Cell Metab30, 539-555 e511, doi:10.1016/j.cmet.2019.06.003 (2019).2. Champagne, D. P. et al. Fine-Tuning of CD8(+) T Cell Mitochondrial Metabolism by the Respiratory Chain Repressor MCJ Dictates Protection to Influenza Virus. Immunity44, 1299-1311, doi:10.1016/j.immuni.2016.02.018 (2016).3. Korencak, M. et al. Effect of HIV infection and antiretroviral therapy on immune cellular functions. JCI Insight4, doi:10.1172/jci.insight.126675 (2019).推荐阅读:1. 战胜新冠病毒可用之利器 | 安捷伦 Seahorse 助力抗病毒研究 https://www.instrument.com.cn/netshow/SH100320/news_522313.htm2. 抗击新型冠状病毒,安捷伦核酸/蛋白质质量控制产品从这些方面入手! https://www.instrument.com.cn/netshow/SH100320/news_521879.htm 关注“安捷伦视界”公众号,获取更多资讯。
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