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新科研文章: 稳定同位素追踪揭示肝细胞葡萄糖通量的空间模式

星期五, 八月 1, 2025

Vanderbilt 糖尿病研究与培训中心 / Vanderbilt 基础科学医学院助理教授 Rafael Arrojo E Drigo 及其团队于 7 月 1 日在 Nature Communcations 上发表了一项细胞代谢方面的基础研究成果:通过稳定同位素追踪揭示肝细胞葡萄糖通量的空间模式(开放获取)。

这项研究引入了多模式成像和分析管道,以了解从整个动物到亚细胞区的葡萄糖代谢。作者利用¹³C-葡萄糖的稳定同位素示踪技术,将动物规模的质谱分析与一种名为 MIMS-EM(Multi-Isotope Imaging Mass Spectrometry with Electron Microscopy 多同位素成像质谱与电子显微镜)的相关显微镜技术相结合。MIMS-EM 利用高分辨率扫描电子显微镜和 NanoSIMS 离子微探针的同位素图谱,可视化葡萄糖中的¹³C 加入肝细胞细胞器的情况(如下图)。机器学习(二维 U-网络)用于分割线粒体、ER、脂滴和糖原储库。细胞器之间的接触似乎与它们的¹³C富集水平有关,因此也与葡萄糖吸收有关。事实上,在糖代谢过程中,葡萄糖流入会重组肝细胞细胞器接触网络。研究揭示,糖生成位于¹³C-葡萄糖库,发生在肝细胞脂滴支架附近。这项研究确立了 MIMS-EM 作为纳米尺度空间分辨代谢分析的强大工具的地位。

13C-glucose肝细胞显示¹³C-葡萄糖大部分储存为糖原储库

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