13C代謝流分析（13C-MFA），利用穩(wěn)定同位素標記特定的化合物，通過分析下游代謝產物的穩(wěn)定同位素標記模式，推算出該化合物在在細胞內代謝通路中的周轉速率、方向和分布規(guī)律；通過對不同狀態(tài)的生物體進行代謝流分析，即可得到生物體特定代謝通路的活躍程度，從而在動態(tài)水平上描述細胞的代謝活性。
葡萄糖和谷氨酰胺是細胞生長和增殖的主要能源。為了量化培養(yǎng)的哺乳動物細胞中中心碳代謝的通量，將 D-葡萄糖 (13C6, 99%)或 L-谷氨酰胺 (13C5, 99%) 添加到缺乏這些主要營養(yǎng)素的培養(yǎng)基中。細胞在同位素標記的培養(yǎng)基中生長，代謝物標記通過 GC-MS 或 LC-MS 測量。對于體內標記實驗，D-葡萄糖（U-13C6，99%）或 L-谷氨酰胺（13C5，99%）溶液通過腹膜內注射 (IP) 或頸靜脈遞送至腫瘤并進行比較。使用 80% 甲醇從細胞或腫瘤組織中提取代謝物。利用現代儀器，可以并行測量數十種以上物種的同位素標記，從而實現系統級通量定量。
來自上海有機化學研究所朱正江研究團隊，為了對生命體的整個代謝組進行全面的代謝流動態(tài)分析，結合前期發(fā)展的大規(guī)模代謝物結構鑒定技術MetDNA和穩(wěn)定同位素標記代謝物檢測技術，發(fā)展了基于穩(wěn)定同位素標記的非靶向代謝流組學技術MetTracer。并以模式動物果蠅為例，通過13C葡萄糖、13C谷氨酰胺等標記果蠅，在系統層面上揭示了果蠅衰老過程中發(fā)生的代謝穩(wěn)態(tài)變化。相關研究成果發(fā)表在國際期刊《Nature Communications》上。
2022年4月6日，《Nature》刊發(fā)了一篇題為“Compartmentalized metabolism supportsmidgestation mammalian development”的文章。來自美國德克薩斯州立大學的研究團隊，使用代謝組學的方法以完整胚胎-胎盤為單位對于小鼠妊娠中期胚胎中的代謝進行了研究，揭示了妊娠中期胚胎和胎盤的代謝特征。并借助同位素標記示蹤技術，通過對懷孕小鼠注射D-葡萄糖（U-13C6，99%）和 L-谷氨酰胺（13C5，99%），對其中的碳水化合物代謝途徑的差異和嘌呤的生物體內快速合成進行了探索，為妊娠中期胚胎發(fā)育及胎盤營養(yǎng)的代謝機制研究提供了基礎。
當前，13C代謝流分析在糖酵解、TCA循環(huán)、磷酸戊糖途徑、氨基酸和核苷酸的代謝等研究中已得到廣泛應用。
值得一提是，上述文章實驗中用到的13C同位素標記物均來自劍橋同位素實驗室（CIL）
熱耳科技是劍橋同位素總代理（Cambridge Isotope Laboratories）。提供用于13C代謝流分析用的全套同位素標記物。
多種位置標記的13C、15N谷氨酰胺
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