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較大豐富，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。

研究了冬蟲夏草中茶氨酸的積累多于其他植物的機制，比較了冬蟲夏草與其他植物（如金花茶、山茶花、玉米、擬南芥和番茄）中茶氨酸的含量，并用穩定同位素示蹤闡明其生物合成途徑。通過質譜法對相關中間體和代謝物進行定量分析發現，補給2N5-乙胺后，植物均產生2N5-茶氨酸，這暗示乙胺的可用性將是茶氨酸在冬蟲夏草和其他植物中積累差異的原因。

前期發現嚙齒目動物膳食氨基酸（NEAAs）作為氮源的重要性，且每個氨基酸均具有不同的促生長活力。他們對氨基酸進行同位素標記（15N），比較膳食中氨基酸氮素代謝的差異，借助氨基酸分析儀和串聯質譜分別測定腸道及血漿中氨基酸的濃度和相應的15N豐度。較終揭示了大鼠腸道中氨基酸氮代謝的異同，暗示膳食中氨基酸的氮素主要通過腸內代謝大量進入氨基酸氮循環。

通過描述載脂蛋白M與脂代謝其他成分間的相互作用來地明確其在動脈粥樣硬化中的潛在特點。給14名男性受試者持續注入14 h 2H3-亮氨酸，每小時取1次血樣并用液相色譜串聯質譜進行分析，脂蛋白中的部分分解速率和產率采用房室模型進行計算。結果表明，低密度脂蛋白動力學在載脂蛋白M周轉過程中發揮關鍵作用，血漿三酰甘油對載脂蛋白M和1-磷酸鞘氨醇在脂蛋白間的分布均起作用，進一步了載脂蛋白M分泌后可被結合到高密度脂蛋白中，然后與非脂蛋白相關的室進行交換，也可被結合到低密度脂蛋白被慢慢分解代謝。

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