在激素代謝調(diào)控中的應(yīng)用

激素是由內(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激素代謝研究中廣泛應(yīng)用，通過計(jì)算同位素比值，研究激素如何調(diào)節(jié)組織細(xì)胞的代謝活動(dòng)來影響人體的生理活動(dòng)。

Ahn等[47]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)節(jié)能量代謝和食物攝入的激素，與胰島素抵抗和代謝綜合征有關(guān)。他們收集了399個(gè)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(shí)用放射免疫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[48]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，該技術(shù)為研究激素和營養(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），在蛋白質(zhì)的復(fù)制和合成中起著儲(chǔ)存和傳遞遺傳信息的作用。核酸不僅是基本的遺傳物質(zhì)，而且在蛋白質(zhì)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）技術(shù)得到了廣泛應(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(dòng)微生物生理生態(tài)學(xué)和生物技術(shù)的開發(fā)應(yīng)用。

其他

近年來，穩(wěn)定同位素示蹤技術(shù)在神經(jīng)遞質(zhì)及生長因子等其他內(nèi)源性物質(zhì)的代謝調(diào)控中也得到了廣泛應(yīng)用。在中樞神經(jīng)系統(tǒng)中，神經(jīng)遞質(zhì)是擔(dān)當(dāng)“信使”的特定化學(xué)物質(zhì)。Welford等[50]給大鼠注射13C/15N-色氨酸，借助穩(wěn)定同位素示蹤技術(shù)監(jiān)測大鼠體內(nèi)5-羥色胺的合成，從而闡明肺損傷后肺組織中5-羥色胺升高的機(jī)制。生長因子是一類與特異的、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必需的多肽類物質(zhì)。Owino等[51]指出“國際原子能機(jī)構(gòu)”支持使用穩(wěn)定同位素技術(shù)評估和解決營養(yǎng)不良的問題，借助穩(wěn)定同位素示蹤技術(shù)研究體內(nèi)維生素A的生物轉(zhuǎn)化及生物利用度以及鐵、鋅和蛋白質(zhì)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)定同位素示蹤技術(shù)已廣泛應(yīng)用于糖、脂、氨基酸及激素等代謝調(diào)控的研究中，但目前大部分研究僅限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)定同位素示蹤技術(shù)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，該技術(shù)的引入給代謝組學(xué)的發(fā)展帶來了新的思路。借助穩(wěn)定同位素示蹤技術(shù)，采用不同元素對不同化合物進(jìn)行同時(shí)標(biāo)記，有望實(shí)現(xiàn)對生物體內(nèi)所有代謝物進(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，以探索疾病形成的機(jī)制，尋求預(yù)防和疾病的途徑。

因此，穩(wěn)定同位素示蹤技術(shù)雖以其的優(yōu)勢在生命科學(xué)和醫(yī)學(xué)領(lǐng)域迅速發(fā)展起來，某種程度上對代謝組學(xué)的發(fā)展也起到了一定的推動(dòng)作用，但該技術(shù)的應(yīng)用還存在較大的挑戰(zhàn)，仍有諸多難題需要不斷克服和解決。

來源：本文來源網(wǎng)絡(luò)，版權(quán)歸相關(guān)權(quán)利人所有，如侵權(quán)，請聯(lián)系刪除

以上資料來自互聯(lián)網(wǎng)，如有侵權(quán)，請聯(lián)系我們進(jìn)行刪除

僅用于科研