代谢流分析

Metabolic Fluxan Alysis

代谢流分析
代谢流分析
代谢组学反映的是静态的代谢物丰度,而单独某一种代谢物的增加,既可能是因为合成途径的活跃,也可能是由于消耗途径的抑制。因此,对于特定代谢通路和代谢网络的研究,代谢组学往往不足以解释所有问题。
作为代谢组学的补充手段,代谢流(Metabolic Flux)分析利用稳定同位素标记特定分子,并追踪其在生物体内的代谢过程,从而得到代谢物在代谢通路的动态信息。
应用领域
检测内容
● Glycolysis flux ratio 糖酵解 ● TCA pathways flux 三羧酸循环 ● Pentose phosphate pathways 磷酸戊糖途径
样本要求
● 细胞样品细胞数大于等于 4×106 ● 液氮或 -80℃保存 ● 干冰运输
分析流程
案例分析

调节体内代谢途径从而抑制急慢性疾病的发生

Gout and pseudo-gout-related crystals promote GLUT1-mediated glycolysis that governs NLRP3 and interleukin-1β activation on macrophages

期刊:Annals of the rheumatic diseases     影响因子:16.102
发表时间:2019年7月     发表单位:法国巴黎大学

研究目的

破译糖酵解和氧化磷酸化在 IL-1β 诱导的微晶反应中的作用。

研究方法

采用尿酸一钠(MSU)和焦磷酸钙(CPP)晶体刺激巨噬细胞,并对其进行体外代谢组学和实时细胞外流量分析,观察巨噬细胞的代谢表型。采用 F- 脱氧葡萄糖正电子发射断层显像、葡萄糖摄取实验和葡萄糖转化酶 (GLUT1)抑制的分子生物学方法,在体外和体内评价有氧糖酵解对 IL-1β 产生的影响。

研究结果

我们观察到 MSU 和 CPP 晶体导致巨噬细胞代谢重组,进入到有氧糖酵解途径,其原因是由巨噬细胞 GLUT1质膜表达和葡萄糖摄取增加引起的。此外,痛风发作期间从人体滑膜液中分离出的中性粒细胞耀斑表达 GLUT1比从血液中分离的中性粒细胞更频繁。2- 脱氧葡萄糖或 GLUT1 均能抑制 NLRP3 活化和 IL-1β 的产生,从而抑制微晶炎。

图 1 GLUT1 和糖酵解调节 MSU 和 m-CPPD 晶体诱导的 NLRP3 活化以及二者对 IL-1β 产生的影响

图 2 MSU 和 m-CPPD 晶体诱导糖酵解途径和三羧酸循环的代谢变化

结论

在 MSU 和 CPP 晶体诱导的 IL-1β 蛋白缺失反应中,GLUT1 介导的葡萄糖摄取起重要作用。这些发现为急性和慢性病人关节炎的治疗开辟了新的治疗途径。

参考文献

Renaudin Felix,Orliaguet Lucie,Castelli Florence et al. Gout and pseudo-gout-related crystals promote GLUT1-mediated glycolysis that governs NLRP3 and interleukin-1β activation on macrophages.[J] .Ann. Rheum. Dis., 2020