穩定同位素示蹤在脂代謝調控和氨基酸代謝調控中的應用

在脂代謝調控中的應用

脂質是脂肪和類脂的總稱，主要包括、磷脂和糖脂。運載脂質的可溶性生物大分子稱為脂蛋白，的血漿脂蛋白均是由脂質和組成，血液中的脂質是以血漿脂蛋白的形式存在的。因此，血脂的異常必然反映血漿脂蛋白的異常，脂質轉運的異常使脂質代謝發生紊亂，較終導致的產生。借助穩定同位素示蹤，有望通過標記原子示蹤脂質分子間的轉化規律，從而明確的發病機制。

Li等[41]將13C-棕櫚酸與牛血清白蛋白加入培養基中孵育人骨骼肌細胞4、12、24 h，通過靜電場軌道阱高分辨質譜（Orbitrap-MS）對人骨骼肌細胞內磷脂酰膽堿、磷脂酰乙醇胺、磷脂酰肌醇和磷脂酰甘油等脂質分子進行定量分析，探討了人骨骼肌細胞內脂質分子之間的轉化規律。采用穩定同位素示蹤，使脂質分子之間的轉化變得“可視化”，從而清晰地把握脂質分子之間的動態變化規律，開啟了脂質代謝動態分析的新視野，為生理機制和代謝紊亂的研究提供了新的認識。

Meiser等[42]應用穩定同位素輔助代謝輪廓分析研究DJ-1功能損失的影響，結果表明DJ-1基因敲除的細胞表現出谷氨酰胺通量的降低和色氨酸生物合成的減少。由于這2種代謝途徑是細胞反應的重要因素，這些途徑的下調是因為DJ-1缺失導致反應受損，較終揭示了代謝的改變導致細胞不穩定性增加，并確認了潛在的可用于研究轉化醫學方法的新的干預點，從而為的診斷及提供了有力的依據。

隨著人們生活水平的和物質生活的大豐富，與脂代謝紊亂相關的（如高脂血癥、肥胖癥、脂肪肝等）的發病率越來越高。臨床研究表明，大多數患有脂代謝紊亂相關的，同時也會出現腹脹、腹瀉、噯氣等的癥狀，許多診斷為功能性的也會出現高脂血癥、脂肪肝等脂代謝相關。因此，借助穩定同位素示蹤對脂代謝通路進行示蹤，通過示蹤原子來探究脂代謝相關紊亂了哪些代謝通路，從而確定同種因人而異的不同代謝途徑以及不同卻有相同的代謝通路，這與“醫學”的概念不謀而合。

 在氨基酸代謝調控中的應用

氨基酸在合成代謝和分解代謝中起著關鍵作用，它們不是的組成部分，而且是許多關鍵代謝產物的前體，并被氧化以提供能量。氨基酸在體內的代謝包括4個方面（圖2）：①轉化為非蛋白的含氮化合物，如嘌呤、嘧啶、膽堿等；

②通過脫氨基作用轉化為NH3或α-酮酸，α-酮酸較終轉變成糖類、酮體或經過TCA氧化成二氧化碳和水，并放出能量；

③通過脫羧作用依次轉化為胺、醛、酸，較終生成二氧化碳和水；

④過剩氨基酸將通過排泄方式排出體外。在氨基酸代謝調控研究中，穩定同位素示蹤多用于研究氨基酸的合成與轉化，通過對某些氨基酸進行同位素標記，根據標記原子追蹤該氨基酸的代謝路徑，了解氨基酸的代謝情況，進而研究其在機體內的重要功能。

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