2025/6/19 15:43:00

一、技术原理

同位素示踪技术利用稳定同位素或放射性同位素标记特定分子,通过质谱仪、核磁共振仪等分析仪器测定其反应后的位置、数量等变化,从而揭示代谢机制和途径。稳定同位素(如碳-13、氮-15)因其无放射性、安全性高的特点,成为现代代谢研究的核心技术。这些标记分子可通过核磁共振或质谱仪进行精准检测,其独特的质量偏差特征使研究人员能够实时追踪代谢物的动态变化。

 

二、研究案例

Qiu J等研究团队通过稳定同位素标记技术(如Glycine-13C2及Creatinine-d3),首次捕捉到脂肪组织向肌肉输送“能量包裹”的全过程,揭示了衰老代谢中的关键机制。当棕色脂肪组织的关键产热蛋白UCP1功能缺失时,米色脂肪组织(iWAT)通过增加肌酸的合成和分泌来维持骨骼肌功能,从而延缓衰老相关的代谢衰退。研究设计了两组实验:

1.Glycine-13C2追踪肌酸合成:对UCP1-KO与WT小鼠局部iWAT注射Glycine-13C2,在肌酸合成峰值期取材,采用LC-MS系统分析13C-肌酸含量。

2.Creatinine-d3追踪转运途径:iWAT注射Creatinine-d3后,在不同时间点分批取材,同步采集iWAT、股四头肌和血清样本,通过质谱检测特征离子。

 

三、应用价值

1.来源解析:同位素标记能明确区分内源性合成与外源性摄取的肌酸分子,普通检测无法实现这一点。

2.动态监测:可实时观察肌酸从合成到转运的全过程,揭示代谢支援机制。

3.定量精准:通过同位素富集率精确计算代谢通量,为理解衰老机制提供量化数据。

4.揭示新功能:证实了iWAT作为肌酸生物工厂的新功能,证实了器官间代谢支援是重要的抗衰老机制。

同位素示踪技术为开发靶向肌酸代谢的抗衰老干预策略提供了理论基础,使研究人员得以窥见生物体在衰老过程中激活的精妙代偿网络,为理解衰老本质和开发抗衰老干预措施提供了全新视角。

 

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