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代谢重编程研究综合解决方案
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糖代谢、脂代谢、氨基酸代谢、线粒体代谢、代谢通量及代谢-表观遗传耦联一体化服务——帮助客户系统建立“表达-代谢物-通量-功能”四层证据链,推动代谢重编程研究从现象观察走向机制阐明、功能验证与成果转化

南京博恩生物技术有限公司面向高校、科研院所、医药企业与生物技术企业,提供覆盖糖代谢、脂肪酸代谢、胆固醇与脂滴代谢、谷氨酰胺/谷氨酸代谢、丝氨酸—一碳代谢、乳酸代谢、核苷酸代谢、TCA循环、氧化磷酸化、ROS与氧化还原、代谢通量追踪、代谢—表观遗传调控、代谢—免疫调控及疾病场景化研究的系统化服务。

我们不仅提供检测项目,更围绕具体科学问题设计研究路线,帮助客户把“看到代谢变了”升级为“明确哪条通路改变、发生在哪一层、是否形成真实通量重排、最终如何影响疾病表型或药物效应”。无论是肿瘤、炎症、纤维化、代谢疾病、心脑血管疾病、神经退行性疾病,还是免疫相关疾病,南京博恩都可围绕代谢重编程建立更清晰、更可靠、更适合发表与转化的研究方案。


导读

一、代谢重编程研究概述
二、核心专业主张
三、服务范围
四、研究设计思路
五、典型应用场景
六、平台配套
七、项目交付与服务流程
八、我们的服务优势
九、合作价值总结
附录A 代谢重编程的主要机制方向
附录B 不同代谢方向的关键调控轴关系
附录C 常见研究目标与推荐实验路线
附录D 不同代谢方向的核心观察指标


一、代谢重编程研究概述

代谢重编程是指细胞在生长、应激、分化、炎症、损伤或治疗压力下,围绕能量获取、物质合成、氧化还原平衡、信号调控与微环境适应所发生的系统性代谢调整。

当前,代谢重编程研究早已不局限于糖酵解增强或 Warburg 效应,而是覆盖中央碳代谢、线粒体代谢、脂质代谢、氨基酸与氮代谢、核苷酸代谢、氧化还原调控、代谢通量追踪、代谢—表观遗传耦联、代谢—免疫耦联以及微环境中的营养竞争与代谢互作等多个层面。

在肿瘤研究中,代谢重编程与增殖、耐药、转移和免疫逃逸密切相关;在免疫系统研究中,代谢状态直接影响免疫细胞的分化、活化和耗竭;在纤维化、组织损伤及修复研究中,代谢变化与炎症放大、基质重塑和修复结局紧密相连。

因此,代谢重编程研究的关键,不是简单描述某个指标升高或降低,而是回答以下几个核心问题:
(1)改变发生在哪一条代谢通路;
(2)变化体现在哪一层证据;
(3)是否形成真实的通量重排;
(4)最终如何影响疾病表型、药物效应或生物学功能。


二、核心专业主张

南京博恩生物技术有限公司面向高校、科研院所、医药企业与生物技术企业,提供覆盖糖代谢、脂代谢、氨基酸代谢、线粒体代谢、代谢通量及代谢—表观遗传耦联的一体化研究服务。

我们强调,代谢研究应建立“表达—代谢物—通量—功能”四层证据链。

2.1 表达层

用于判断关键代谢酶、转运体及调控因子是否发生变化。

2.2 代谢物层

用于判断相关代谢池和关键中间体是否出现累积、耗竭或分布改变。

2.3 通量层

用于判断碳流、氮流或特定底物走向是否真实发生重排。

2.4 功能层

用于验证代谢变化是否真正影响细胞增殖、迁移、炎症、纤维化、免疫状态、药物响应或疾病进展。

在实际研究中,这四层证据并不一定同步。某些项目中,相关酶表达显著上调,但通量并未增强;某些项目中,代谢物水平出现变化,但尚不足以说明代谢路径已经完成重编程。因此,高质量代谢研究的重点,在于明确变化属于哪一层、是否构成真实的代谢重编程,以及这种变化在当前疾病模型中是否具有机制意义与功能价值。

我们的工作重点也因此不局限于“能测什么”,更关注“如何解释结果”“是否需要补充验证”“哪些数据组合更适合支撑课题推进、论文发表或药效评价”。


三、服务范围

3.1 基础代谢表型研究服务

该类服务主要用于回答“哪些代谢维度可能发生变化”。服务内容包括糖代谢、乳酸代谢、脂肪酸代谢、胆固醇代谢、氨基酸代谢、三羧酸循环、氧化磷酸化、活性氧/氧化还原状态以及 ATP 与能量状态检测。

这一阶段适合课题早期筛查、研究方向初判和机制线索发现。对于希望先确认处理因素是否影响糖酵解、乳酸积累、脂滴形成、线粒体状态或氧化应激水平的项目,基础代谢表型研究是重要起点。

3.2 代谢通量研究服务

该类服务包括稳定同位素示踪、^13C/^15N 示踪策略设计、关键底物通路追踪、碳流重分配分析、通量定量与代谢路径验证。

稳定同位素追踪是判断代谢重编程是否真正发生的重要技术,尤其适用于回答葡萄糖、谷氨酰胺、脂肪酸和一碳底物最终流向何处。对于需要区分“代谢物变化”和“碳流重排”的项目,通量分析具有关键价值。

3.3 代谢—表观遗传耦联研究服务

该类服务包括乳酸化、乙酰化、甲基化、琥珀酰化等与代谢底物相关的表观遗传研究,以及代谢物作为表观遗传辅因子或底物的作用分析。

乳酸、乙酰辅酶A、SAM、α-KG、琥珀酸、延胡索酸等分子,既是代谢产物,也参与转录程序调控。对于希望将代谢变化进一步延伸到基因表达调控层面的课题,该类研究具有很强的拓展价值。

3.4 代谢—免疫重编程研究服务

该类服务包括肿瘤免疫微环境代谢、巨噬细胞代谢重编程、T 细胞功能代谢、脂肪酸代谢与免疫调控,以及乳酸、腺苷、犬尿氨酸、胆固醇等免疫调节性代谢物研究。

当前免疫代谢已成为独立研究前沿,特别是在肿瘤免疫、慢性炎症、组织损伤修复和心血管疾病方向发展迅速。我们可围绕免疫细胞极化、激活、耗竭及免疫抑制微环境,建立代谢检测与功能验证联动方案。

3.5 疾病场景化代谢重编程研究服务

该类服务覆盖肿瘤、纤维化、心脑血管疾病、肝病、代谢病、神经退行性疾病、感染与组织修复等方向。

我们强调,代谢重编程需要结合具体疾病背景进行解释。同样一种代谢变化,在不同模型中可能对应适应反应、损伤反应或疾病驱动机制。基于此,我们将代谢问题与疾病情境联动分析,帮助客户从“指标变化”进一步走向“病理意义”和“干预价值”的判断。


四、研究设计思路

4.1 研究目标是代谢表型变化,还是代谢通量变化

如果课题重点是观察某种处理是否影响乳酸、ATP、脂滴、活性氧或若干代谢相关蛋白,基础检测通常能够满足需求;如果研究目标是阐明代谢重编程机制,则需要进一步判断碳流或氮流是否真正改变。

4.2 研究重点是基础能量代谢,还是特定代谢支路重编程

如果问题主要围绕糖酵解和氧化磷酸化,则更偏向基础能量代谢;如果涉及脂滴、脂肪酸氧化、胆固醇、谷氨酰胺、丝氨酸—一碳代谢、腺苷、犬尿氨酸或多胺代谢,则更接近特定代谢支路重编程。这一步将直接影响后续读出指标设置与示踪底物选择。

4.3 要回答的是代谢适应,还是代谢驱动疾病

有些代谢变化来源于细胞在缺氧、营养限制、炎症或治疗压力下的代偿反应;有些代谢变化则会直接推动增殖、耐药、纤维化、免疫抑制或细胞命运改变。两类问题的研究逻辑不同,实验设计也应随之调整。

4.4 是否已经区分代谢物变化和碳流重排

这是代谢研究中最关键的一步。单次代谢物检测往往不足以完成这一判断,很多情况下需要结合稳定同位素示踪、通量分析或时间动态比较,才能形成更可靠的结论。


五、典型应用场景

5.1 肿瘤进展与耐药

该类项目通常关注中央碳代谢、谷氨酰胺代谢、脂质代谢、核苷酸代谢、氧化还原稳态以及代谢—表观遗传耦联,研究目标多围绕增殖、侵袭、耐药、转移和免疫逃逸。适合采用“表达 + 代谢物 + 示踪 + 表型验证”的组合策略。

5.2 肿瘤免疫微环境

该方向常聚焦乳酸、脂肪酸、胆固醇、色氨酸—犬尿氨酸、腺苷以及多胺等代谢物,重点研究免疫抑制、免疫治疗响应和代谢竞争,适合采用免疫代谢检测、共培养和功能实验联动方案。

5.3 纤维化与组织重塑

该方向通常关注脂质代谢、线粒体代谢、炎症代谢、脯氨酸/胶原相关代谢及氧化还原稳态,用于解释成纤维细胞活化、细胞外基质沉积和慢性重塑。

5.4 代谢相关肝病

该类项目多聚焦脂滴代谢、脂肪酸氧化、胆固醇稳态、乳酸与炎症以及线粒体代谢,研究目标主要围绕脂变、炎症、纤维化和代谢失衡。

5.5 心血管疾病与动脉粥样硬化

该方向重点包括免疫代谢、脂质代谢、内皮代谢、三羧酸循环补碳以及血管平滑肌细胞重编程,主要用于研究炎症放大、泡沫化和血管重塑。

5.6 神经退行性疾病

该方向以线粒体代谢、活性氧、乳酸/神经胶质代谢耦联和脂质稳态为重点,用于研究神经元稳态、胶质激活和神经保护。

5.7 免疫与炎症

该方向常聚焦糖酵解、脂肪酸代谢、乳酸、腺苷、犬尿氨酸及胆固醇等代谢因子,重点观察极化、活化、炎症因子释放和耗竭状态。

5.8 感染与组织修复

该方向主要关注应激代谢、营养竞争、免疫代谢及氧化还原重编程,用于分析宿主防御、耐受及修复结局。

5.9 干细胞与命运转换

该方向中,一碳代谢、乙酰辅酶A、α-KG、线粒体重塑和表观遗传耦联是关键内容,主要用于解释分化、去分化和命运可塑性。

5.10 药效研究与代谢靶点验证

该方向主要关注特定代谢通路依赖、代谢可塑性和药物敏感性,核心问题是判断靶点是否成立,以及药效是否能够归因于代谢机制。


六、平台配套

我们不将平台简单理解为设备罗列,而是将其视为解决具体科学问题的方法学工具。

6.1 分子表达平台

qPCR 和 Western blot 适用于检测关键代谢酶、转运体和调控因子的表达变化,优势在于经典、成熟、通路信息明确,适合构建表达层证据。

6.2 代谢物检测平台

靶向代谢检测和代谢组学主要用于分析代谢物丰度变化,适合回答“哪些代谢池发生了改变”,覆盖面较广,适合线索发现。

6.3 稳定同位素示踪平台

稳定同位素示踪主要用于判断碳流或氮流路径,适合回答“通量是否真正发生重排”,具有较强的机制解释能力。

6.4 线粒体功能平台

可提供氧耗率、胞外酸化率、呼吸能力和糖酵解能力等数据,适合研究能量代谢方式变化,功能层证据价值突出。

6.5 影像分析平台

荧光显微镜和共聚焦平台适用于脂滴、线粒体、活性氧及细胞器共定位分析,能够展示空间层面的代谢表型。

6.6 单细胞与高内涵平台

流式和高内涵平台适合开展单细胞多参数代谢与功能分析,尤其适用于异质性分析和免疫细胞代谢研究。

6.7 质谱平台

质谱平台适用于复杂通路和多底物通量研究,能够完成深层代谢物及标记分布分析,适合高精度机制研究。

我们更强调“问题导向的平台组合”,而非单一技术堆叠。不同课题需要的是不同层级证据链的合理配置。


七、项目交付与服务流程

7.1 客户提交研究背景与初步需求

客户提供研究背景、研究目的、细胞或组织类型、预期代谢方向及参考资料。

7.2 项目评估与研究路径判断

根据项目目标,评估当前问题更适合基础代谢表型研究还是代谢通量研究;判断是否需要优先区分代谢物变化与碳流重排;分析是否需要结合线粒体、脂滴、活性氧、表观遗传或免疫相关读出指标;并进一步明确核心实验与交叉验证方案。

7.3 正式报价与合同签订

在明确研究路径和实验组合后,完成正式报价、合同签订及预付款支付。

7.4 开展实验与阶段推进

根据项目设计开展实验,并按需推进基础检测、通量分析、功能验证和扩展机制研究。

7.5 结果交付与结题支持

项目完成后,可交付 PDF 版结果报告、完整终版报告、原始数据、统计图表、图注说明及整理后的发表级素材,并支持客户后续文章撰写、课题推进和成果整理。


八、我们的服务优势

8.1 围绕科学问题开展系统设计

我们以客户的具体研究问题为中心,从机制分类、模型设计、指标组合、平台匹配到结果交付进行系统规划。

8.2 强调四层证据链整合

相较于单一检测型服务,我们更强调“表达—代谢物—通量—功能”多层联动,以提升研究结论的完整性和说服力。

8.3 支持从现象观察走向机制阐明

我们帮助客户把“看到代谢变了”进一步推进为“明确改变发生在哪一步、是否形成真实重编程、是否影响疾病表型与干预结果”的高质量研究结论。

8.4 兼顾发表需求与转化价值

无论项目处于课题探索阶段、机制验证阶段,还是药效评价与转化拓展阶段,我们均可提供更具研究逻辑、更具方法学深度、也更适合发表与转化的研究支持方案。


九、合作价值总结

南京博恩生物技术有限公司提供覆盖糖代谢、脂代谢、氨基酸代谢、线粒体代谢、乳酸代谢、核苷酸代谢、氧化还原状态、代谢通量追踪、代谢—表观遗传耦联、代谢—免疫调控及疾病场景化研究的整体研究服务解决方案。

我们提供的不只是检测项目,更是围绕具体科学问题的研究路线设计。通过建立更清晰、更可靠、更适合发表与转化的证据链,帮助客户系统推进代谢重编程研究,从现象观察走向机制阐明、功能验证与成果转化。


附录A 代谢重编程的主要机制方向

A1 中央碳代谢重编程

A1.1 葡萄糖摄取增强与糖酵解偏移
中央碳代谢重编程的经典表现包括葡萄糖摄取增加、糖酵解活化以及乳酸生成增强。其意义不仅在于加快能量供应,还在于为细胞提供核苷酸、氨基酸、脂质及还原当量合成所需前体。

A1.2 磷酸戊糖途径重塑
该通路既参与 NADPH 生成,也提供核糖-5-磷酸,是连接抗氧化、脂质合成与核苷酸合成的关键节点。

A1.3 己糖胺生物合成途径与 O-GlcNAc 重编程
该通路通过 UDP-GlcNAc 影响蛋白 O-GlcNAc 修饰,进而调节代谢酶、转录因子及信号蛋白活性。

A1.4 丙酮酸命运重分配
丙酮酸可进入乳酸生成、乙酰辅酶A生成或其他合成支路。其代谢归宿由 PDH/PDK 轴、线粒体丙酮酸转运及 LDH 方向性共同决定。

A2 线粒体代谢与三羧酸循环重编程

A2.1 氧化磷酸化依赖增强或受抑
许多细胞在特定阶段可同时保留较强的糖酵解与氧化磷酸化能力,呈现双活性状态。

A2.2 三羧酸循环重排、补碳与排碳
三羧酸循环既是能量枢纽,也是代谢中间体供应中心。葡萄糖、谷氨酰胺、脂肪酸、乳酸和乙酸均可参与补碳。

A2.3 还原羧化与代谢可塑性
在缺氧、线粒体受损或营养约束条件下,细胞可通过还原羧化等方式重新组织碳流,保证脂质合成与前体供给。

A2.4 线粒体生物合成、动力学与细胞器互作
线粒体数量、结构、融合/分裂动态及与内质网、脂滴的互作,均可影响底物利用效率、活性氧生成和治疗响应。

A3 脂质代谢重编程

A3.1 脂肪酸新生合成增强
常见于增殖细胞,用于支持膜合成、信号脂质生成和储能。

A3.2 脂肪酸氧化增强
可帮助细胞在营养匮乏、转移和免疫应激状态下维持 ATP 与还原当量供给。

A3.3 脂滴代谢与脂质储存重塑
脂滴是动态调控的代谢平台,其形成、动员与脂解状态变化会直接影响细胞应激耐受能力。

A3.4 胆固醇与膜脂重编程
胆固醇代谢变化会影响膜结构、脂筏组织、受体聚集和信号转导。

A3.5 磷脂、鞘脂与膜信号脂质重编程
相关脂种参与膜微区组织、炎症介质生成、死亡信号传导与应激适应。

A3.6 酮体代谢重编程
酮体既可作为能量底物,也可作为信号分子和蛋白修饰相关代谢物。

A4 氨基酸与氮代谢重编程

A4.1 谷氨酰胺/谷氨酸代谢重编程
谷氨酰胺是典型的补碳与供氮底物,同时参与谷胱甘肽合成。

A4.2 丝氨酸—甘氨酸—一碳代谢重编程
该方向连接中央碳代谢、核苷酸合成、甲基供体产生与氧化还原稳态。

A4.3 蛋氨酸—SAM 轴重编程
其核心意义在于决定甲基供体可用性,连接营养输入与表观遗传状态。

A4.4 色氨酸—犬尿氨酸通路重编程
该方向已成为代谢—免疫研究的重要轴线。

A4.5 精氨酸—尿素循环—多胺代谢重编程
与一氧化氮生成、免疫调控、增殖和微环境重塑密切相关。

A4.6 半胱氨酸、谷胱甘肽与硫代谢重编程
是连接氨基酸代谢与氧化还原稳态的重要界面。

A4.7 脯氨酸与胶原相关代谢重编程
与纤维化、基质重塑和红氧稳态紧密相关。

A5 核苷酸代谢重编程

A5.1 从头合成途径增强
用于支持 DNA/RNA 合成、复制压力应对和快速增殖。

A5.2 补救途径与耐药相关重塑
在某些应激和药物作用背景下,细胞会增强对补救途径的依赖。

A6 氧化还原稳态、铁死亡与脂质过氧化相关重编程

该方向的核心在于细胞如何通过 NADPH、GSH、硫氧还蛋白系统及相关支路维持可存活的氧化还原窗口,并进一步影响脂质过氧化与铁死亡敏感性。

A7 乙酸、乙酰辅酶A与替代碳源重编程

在低营养、低氧或乙酰辅酶A紧张状态下,细胞可通过乙酸利用和乙酰辅酶A重构途径维持脂质合成与表观遗传修饰。

A8 代谢物信号化与表观遗传耦联重编程

代谢中间体既是代谢产物,也是表观调控底物或辅因子,例如乙酰辅酶A影响乙酰化,SAM 影响甲基化,乳酸参与乳酸化调控。

A9 致癌代谢物与异常代谢积累重编程

2-羟基戊二酸、琥珀酸、延胡索酸及乳酸等异常积累代谢物,已被视为具有信号与表观调控能力的功能性代谢物。

A10 代谢—免疫耦联与微环境代谢竞争重编程

肿瘤细胞、免疫细胞、成纤维细胞和内皮细胞在同一微环境中围绕葡萄糖、谷氨酰胺、脂肪酸、乳酸、腺苷、胆固醇、色氨酸和多胺等展开竞争、互作与再利用。


附录B 不同代谢方向的关键调控轴关系

B1 中央碳代谢方向

B1.1 葡萄糖摄取与糖酵解启动
GLUT1
、HK2、PFKFB3 共同构成“底物输入—底物固定—主干推进”的连续调控关系。

B1.2 糖酵解终末与乳酸生成
PKM2
、LDHA、LDHB、MCT1、MCT4 共同决定丙酮酸向乳酸生成、乳酸输入与外排的方向。

B1.3 葡萄糖分支利用
G6PD
、6PGD、TKT、TALDO1 与磷酸戊糖途径相关;GFAT、OGT、OGA 与己糖胺生物合成途径及蛋白糖基化相关。

B1.4 丙酮酸去向
PDH
、PDK 与 MPC1/2 共同决定丙酮酸是否进入线粒体利用。

B2 线粒体代谢与三羧酸循环方向

B2.1 底物进入线粒体
丙酮酸、脂肪酸、谷氨酰胺进入线粒体分别依赖 MPC/PDH、CPT1A 及 SLC1A5/GLS/GOT/GDH 等分子。

B2.2 三羧酸循环关键酶关系
柠檬酸合成酶、IDH、SDH、FH 等关键酶决定三羧酸循环运转方向和中间体状态。

B2.3 呼吸链与氧化磷酸化关系
电子传递链复合体、ATP 合酶和膜电位共同决定氧化磷酸化效率。

B2.4 线粒体结构与代谢状态关系
融合/分裂相关蛋白、线粒体生物合成因子和自噬相关因子会间接影响氧化代谢效率。

B3 脂质代谢方向

B3.1 脂肪酸新生合成轴
ACLY
、ACC、FASN、SCD1 构成“乙酰辅酶A供给—主链合成—不饱和化修饰”的连续调控链。

B3.2 脂肪酸氧化轴
CPT1A
决定入口,氧化酶群负责执行,PPARα 和 PGC-1α 负责上游转录调控。

B3.3 脂滴形成与脂解轴
DGAT
、PLIN 家族、ATGL/PNPLA2、HSL 等共同决定脂滴形成、包被、动员和分解。

B3.4 胆固醇稳态轴
SREBP2—HMGCR
合成轴、LDLR 摄取轴、SOAT1 酯化轴和 ABCA1/ABCG1 外排轴共同决定胆固醇积累与周转状态。

B4 氨基酸与氮代谢方向

B4.1 谷氨酰胺利用轴
SLC1A5
、GLS、GOT、GDH 共同反映摄取、分解和去向三层关系。

B4.2 丝氨酸—甘氨酸—一碳代谢轴
PHGDH
、PSAT1、PSPH、SHMT1/2、MTHFD 家族体现“入口构建—碳氮转换—一碳单位输出”的连续过程。

B4.3 蛋氨酸—SAM 轴
蛋氨酸循环相关酶决定 SAM 生成能力,从而影响甲基供体可用性。

B4.4 色氨酸—犬尿氨酸轴
IDO1
、TDO2 决定色氨酸是否导入犬尿氨酸通路,其下游代谢物进一步影响免疫状态。

B4.5 精氨酸—尿素循环—多胺轴
ASS1
、ARG1/2、NOS、ODC1、AMD1、SRM、SMS 等共同决定精氨酸的不同去向。

B4.6 半胱氨酸—谷胱甘肽轴
SLC7A11
、GCLC/GCLM、GPX4 形成“原料输入—抗氧化分子合成—过氧化物清除”的连续关系。

B5 核苷酸代谢方向

B5.1 从头合成关系
PPAT
、CAD、DHODH、TYMS、RRM1/2 分别参与不同环节,共同推动核苷酸从头合成。

B5.2 核糖、一碳和氮源输入关系
核苷酸代谢依赖磷酸戊糖途径提供核糖骨架,依赖谷氨酰胺提供氮源,依赖一碳代谢提供单碳单位。

B5.3 补救途径关系
在某些应激背景下,从头合成与补救途径体现为动态分工,而非简单替代。

B6 氧化还原、铁死亡与代谢物信号方向

B6.1 还原力供给关系
G6PD
、ME1、IDH1/2 等共同影响 NADPH 供给。

B6.2 谷胱甘肽与铁死亡防御关系
SLC7A11
、GCLC/GCLM、GPX4 构成抗铁死亡防御链。

B6.3 乳酸代谢关系
LDHA
、LDHB、MCT1、MCT4 共同决定乳酸生成、输入与输出。

B6.4 乙酸与乙酰辅酶A利用关系
ACSS2
等分子决定乙酸能否重新转化为乙酰辅酶A,并影响脂质合成与乙酰化潜能。

B6.5 致癌代谢物积累关系
IDH
、SDH、FH 异常与 2-HG、琥珀酸、延胡索酸积累之间存在直接因果联系。

B7 微环境代谢竞争与免疫代谢方向

B7.1 营养摄取与竞争关系
不同细胞对葡萄糖、谷氨酰胺、脂肪酸和胆固醇的摄取能力,决定其在微环境中的资源占有。

B7.2 抑制性代谢物输出关系
乳酸、腺苷、犬尿氨酸和多胺相关酶及转运体变化,会决定抑制性信号强度。

B7.3 代谢互作关系
不同细胞中摄取分子、输出分子和利用分子的配对变化,构成微环境代谢互作的基础。


附录C 常见研究目标与推荐实验路线

C1 中央碳代谢方向

C1.1 判断是否存在糖酵解增强
建议优先进行葡萄糖摄取、乳酸定量、胞外酸化率等功能检测,并结合 HK2、PFKFB3、PKM2、LDHA 等关键分子检测。若需证明真实碳流偏移,可进一步加入 ^13C-葡萄糖示踪。

C1.2 判断磷酸戊糖途径或己糖胺生物合成途径是否被激活
建议增加 G6PD、TKT、OGT、OGA 等相关分子检测,并结合 NADPH/GSH、核糖前体、UDP-GlcNAc 或 O-GlcNAc 化水平分析。

C2 线粒体与三羧酸循环方向

C2.1 判断氧化磷酸化是否重塑
建议采用氧耗率、线粒体膜电位、呼吸链复合体检测和三羧酸循环代谢物分析,并同步关注 PDH/PDK 轴与 MPC。

C2.2 判断补碳来源与三羧酸循环流向
建议使用 ^13C-葡萄糖、^13C/^15N-谷氨酰胺、^13C-脂肪酸或乙酸示踪,结合三羧酸循环中间体分布进行解释。

C3 脂质代谢方向

C3.1 判断属于造脂、储脂还是燃脂
建议先进行脂滴染色、游离脂肪酸检测和关键蛋白分析,再根据结果增加脂肪酸氧化检测、胆固醇分析或 ^13C-脂肪酸示踪。

C3.2 判断胆固醇与膜脂重塑是否参与表型变化
建议结合胆固醇定量、HMGCR/LDLR/ABCA1 等分子检测以及膜脂分析。

C4 氨基酸与氮代谢方向

C4.1 判断谷氨酰胺是否成为关键燃料
建议结合谷氨酰胺消耗、SLC1A5/GLS 检测、^13C/^15N-谷氨酰胺示踪以及救援实验。

C4.2 判断一碳代谢是否增强
建议检测 PHGDH、SHMT、MTHFD 等关键节点,并结合丝氨酸/甘氨酸示踪。

C4.3 判断犬尿氨酸或多胺代谢是否参与免疫抑制
建议在代谢物定量和关键酶检测基础上,加入免疫细胞功能分析、共培养体系或微环境相关实验。

C5 核苷酸代谢方向

若项目关注快速增殖、复制应激、DNA 修复或抗代谢药物敏感性,建议结合嘌呤/嘧啶代谢物、从头合成相关酶、核糖供给和一碳输入分析。若需进一步证明碳氮来源,可联合设计葡萄糖、谷氨酰胺和丝氨酸/甘氨酸示踪。

C6 氧化还原、铁死亡与代谢物信号方向

C6.1 判断细胞是否处于氧化还原重编程状态
建议结合活性氧、GSH、NADPH、磷酸戊糖途径相关指标及抗氧化系统分子检测,必要时加入抗氧化干预实验。

C6.2 判断乳酸、乙酸或致癌代谢物是否具备信号功能
建议在代谢物定量基础上,进一步加入受体细胞功能分析、表观遗传修饰检测、免疫功能分析或转录分析。

C7 微环境代谢竞争与免疫代谢方向

若项目目标是解释免疫抑制、治疗响应或细胞间代谢互作,建议采用肿瘤细胞与免疫细胞共培养、代谢物竞争实验、代谢抑制/救援实验以及功能读出指标联动设计。


附录D 不同代谢方向的核心观察指标

D1 中央碳代谢方向

D1.1 糖摄取与糖酵解主干指标
GLUT1
、HK2、PFKFB3、PKM2、葡萄糖摄取水平、乳酸水平、胞外酸化率。

D1.2 糖分支利用指标
G6PD
、6PGD、TKT、TALDO1、OGT、OGA、O-GlcNAc 化水平、NADPH/GSH 状态。

D1.3 丙酮酸去向指标
LDHA
、LDHB、MCT1、MCT4、PDH、PDK、MPC。

D2 线粒体与三羧酸循环方向

D2.1 线粒体功能指标
氧耗率、线粒体膜电位、ATP、呼吸链复合体蛋白、线粒体活性氧。

D2.2 三羧酸循环中间体与关键酶指标
柠檬酸、α-KG、琥珀酸、延胡索酸、苹果酸、IDH、SDH、FH。

D2.3 底物入口与补碳指标
PDH/PDK
、MPC、SLC1A5、GLS、CPT1A 及相关示踪数据。

D3 脂质代谢方向

D3.1 脂肪酸合成指标
ACLY
、ACC、FASN、SCD1、乙酰辅酶A相关状态。

D3.2 脂肪酸氧化指标
CPT1A
、ACOX1、PPARα、PGC-1α、脂肪酸氧化水平。

D3.3 脂滴与储脂指标
脂滴染色、PLIN 家族、DGAT、ATGL/PNPLA2、HSL。

D3.4 胆固醇与膜脂指标
HMGCR
、SREBP2、LDLR、SOAT1、ABCA1/ABCG1、胆固醇定量、膜脂谱。

D4 氨基酸与氮代谢方向

D4.1 谷氨酰胺利用指标
SLC1A5
、GLS、GOT、GDH、谷氨酰胺消耗、相关三羧酸循环中间体变化。

D4.2 丝氨酸—甘氨酸—一碳代谢指标
PHGDH
、PSAT1、PSPH、SHMT1/2、MTHFD 家族及相关代谢物。

D4.3 蛋氨酸—SAM 指标
蛋氨酸循环相关分子、SAM 水平及甲基化相关读出指标。

D4.4 色氨酸—犬尿氨酸指标
IDO1
、TDO2、犬尿氨酸水平及免疫功能相关指标。

D4.5 精氨酸—多胺指标
ASS1
、ARG1/2、NOS、ODC1、AMD1、SRM、SMS 及多胺水平。

D4.6 半胱氨酸—谷胱甘肽指标
SLC7A11
、GCLC、GCLM、GSH、GPX4。

D5 核苷酸代谢方向

D5.1 从头合成指标
PPAT
、CAD、DHODH、TYMS、RRM1/2、嘌呤/嘧啶代谢物水平。

D5.2 核糖、一碳和氮源配套指标
磷酸戊糖途径、一碳代谢及谷氨酰胺相关指标。

D5.3 复制与修复相关指标
复制速率、DNA 损伤修复及复制压力相关读出指标。

D6 氧化还原、铁死亡与代谢物信号方向

D6.1 氧化还原平衡指标
活性氧、NADPH、GSH、GSSG、G6PD、ME1、IDH1/2。

D6.2 铁死亡敏感性指标
SLC7A11
、GPX4、脂质过氧化水平、铁死亡处理响应。

D6.3 乳酸与转运指标
乳酸定量、LDHA、LDHB、MCT1、MCT4、酸化水平。

D6.4 乙酸与致癌代谢物指标
ACSS2
、乙酰辅酶A相关状态、2-HG、琥珀酸、延胡索酸。

D7 微环境代谢竞争与免疫代谢方向

D7.1 营养竞争指标
葡萄糖、谷氨酰胺、脂肪酸、胆固醇的摄取与消耗情况,以及不同细胞群相关分子表达差异。

D7.2 抑制性代谢物指标
乳酸、腺苷、犬尿氨酸、多胺等代谢物及其生成、转运相关分子。

D7.3 免疫功能配套指标
T
细胞活化、耗竭、细胞因子释放、巨噬细胞极化等功能指标。

 


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