同位素示蹤在和核酸代謝代謝調(diào)控中的應(yīng)用

在代謝調(diào)控中的應(yīng)用

是由內(nèi)分泌腺或內(nèi)分泌細(xì)胞分泌的生物活性物質(zhì)，在體內(nèi)作為信使傳遞信息，對機(jī)體生理過程起調(diào)節(jié)作用的一類化學(xué)物質(zhì)。近年來，穩(wěn)定同位素自然豐度比在代謝研究中應(yīng)用，通過計(jì)算同位素比值，研究如何調(diào)節(jié)細(xì)胞的代謝活動來影響人體的生理活動。

研究了頭發(fā)中碳和氮穩(wěn)定同位素比值是否與血清瘦素水平有關(guān)。血清瘦素是一種調(diào)量代謝和食物攝入的，與胰島素抵抗和代謝綜合征有關(guān)。他們收集了399個成年人的頭發(fā)（其中男、女人數(shù)分別為233和166，年齡均在40～70歲），并計(jì)算頭發(fā)樣本中13C和15N的自然豐度比，同時用放射分析法測定血清瘦素水平。研究結(jié)果表明，頭發(fā)中氮穩(wěn)定同位素比值與血清瘦素水平呈正相關(guān)，頭發(fā)中15N的豐度比可作為評估血清瘦素代謝風(fēng)險(xiǎn)的臨床指標(biāo)。此外，Rijnsburger等通過頸靜脈注入穩(wěn)定同位素，借助同位素測量內(nèi)源性葡萄糖的產(chǎn)量和胰島素的敏感性，該為研究和營養(yǎng)素對葡萄糖代謝的中樞效應(yīng)提供了新的研究方法。

在核酸代謝調(diào)控中的應(yīng)用

核酸可分為脫氧核糖核酸（DNA）和核糖核酸（RNA），在的復(fù)制和合成中起著儲存和傳遞遺傳信息的作用。核酸不是基本的遺傳物質(zhì)，而且在的生物合成上也占據(jù)重要位置，因而在生長、遺傳、變異等一系列重大生命現(xiàn)象中起決定性作用。早在1958年Meselson和Stahl針對大腸桿菌，利用15N標(biāo)記基因組DNA，提出了DNA半保留復(fù)制理論。近年來，穩(wěn)定性同位素核酸探針（DNA/RNA-SIP）得到了應(yīng)用[49]。利用穩(wěn)定性同位素示蹤復(fù)雜環(huán)境中微生物基因組DNA，實(shí)現(xiàn)了單一微生物生理過程研究向微生物群落生理生態(tài)研究的轉(zhuǎn)變，能在更高、更復(fù)雜的整體水平上定向發(fā)掘重要微生物資源，推動微生物生理生態(tài)學(xué)和生物的研究應(yīng)用。  

其他

近年來，穩(wěn)定同位素示蹤在遞質(zhì)及生長因子等其他內(nèi)源性物質(zhì)的代謝調(diào)控中也得到了應(yīng)用。在中樞系統(tǒng)中，遞質(zhì)是擔(dān)當(dāng)“信使”的某些化學(xué)物質(zhì)。Welford等[50]給大鼠13C/15N-色氨酸，借助穩(wěn)定同位素示蹤監(jiān)測大鼠體內(nèi)5-羥色胺的合成，從而闡明肺損傷后肺中5-羥色胺升高的機(jī)制。生長因子是一類與的、高親和的細(xì)胞膜受體結(jié)合，調(diào)節(jié)微生物正常生長代謝所的多肽類物質(zhì)。Owino等[51]指出“原子能機(jī)構(gòu)”支持使用穩(wěn)定同位素評估和解決營養(yǎng)不良的問題，借助穩(wěn)定同位素示蹤研究體內(nèi)A的生物轉(zhuǎn)化及生物利用度以及鐵、鋅和的吸收和保留等，從而揭示生物體內(nèi)的轉(zhuǎn)化規(guī)律。

結(jié)語與展望

穩(wěn)定同位素示蹤已應(yīng)用于糖、脂、氨基酸及等代謝調(diào)控的研究中，但目前大部分研究于通過對單一的化合物進(jìn)行標(biāo)記并對單一的代謝通路進(jìn)行分析，對于機(jī)體復(fù)雜而龐大的代謝網(wǎng)絡(luò)而言是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。現(xiàn)已有研究者開始將穩(wěn)定同位素示蹤與代謝組學(xué)相結(jié)合，以同位素標(biāo)記的前體化合物為起始原料，通過分析其中間代謝產(chǎn)物的同位素峰分布，研究生物體內(nèi)產(chǎn)物在機(jī)體內(nèi)的生物合成路徑，該的引入給代謝組學(xué)的發(fā)展帶來了新的思路。借助穩(wěn)定同位素示蹤，采用不同元素對不同化合物進(jìn)行同時標(biāo)記，有望實(shí)現(xiàn)對生物體內(nèi)代謝物進(jìn)行定量分析，尋找代謝物與生理病理變化的對應(yīng)關(guān)系，以探索形成的機(jī)制，尋求預(yù)防和的途徑。

如果把代謝組學(xué)比喻為“停車場”，那么代謝流相當(dāng)于是“公路”，而穩(wěn)定同位素則像是公路上每輛車的“車牌”。通過“車牌”來追蹤每輛車在抵達(dá)“停車場”前在“公路”上行駛的具體路徑，并借助“車牌”對每輛車的流量進(jìn)行計(jì)算，從而掌握龐大又復(fù)雜的“交通網(wǎng)絡(luò)”。目前，穩(wěn)定同位素示蹤用于代謝流的研究已成為當(dāng)下的熱點(diǎn)。代謝流分析針對某些的通路，借助穩(wěn)定同位素示蹤，通過計(jì)算通路中各個途徑的通量來闡明代謝物是如何形成的，這樣的信息能夠解釋許多生物系統(tǒng)中與功能相關(guān)的生物學(xué)問題，可將代謝通路的研究到更高的水平和層次。

同位素產(chǎn)品列表：

上述產(chǎn)品用于科研，不可用于人體實(shí)驗(yàn)！

wyf 12.18