最新一期的國際著名學術期刊《CellMetabolism》雜志(《細胞-代謝》，《Cell》雜志子刊)，發表了華東理工大學楊弋教授課題組的研究成果。這個課題組在新研究中利用合成生物學方法開發出了一系列“檢測細胞內NADH的遺傳編碼探針”，在國際上首次實現了在活細胞及各種亞細胞結構中對NADH分子的實時動態、特異性的檢測與成像。
還原型煙酰胺腺嘌呤二核苷酸（NADH）及其氧化型（NAD+），是生物體內最重要的輔酶，廣泛參與了細胞內的物質、能量代謝，信號轉導與基因調控，與癌癥、心血管疾病、糖尿病、神經退行性疾病等許多人類重要疾病關系密切。長期以來，細胞內的物質、能量代謝，信號轉導與基因調控雖然是人體的重要指標，但是很難檢測到細胞代謝的全過程，楊弋教授課題組利用合成生物學方法，開發了一系列的檢測NADH的遺傳編碼熒光探針，在國際上首次實現了對活細胞及各種亞細胞結構中對NADH分子的實時動態、特異性的檢測與成像。鑒于NADH在代謝和信號轉導中的中心作用及其在疾病診療中的重要性，新研究為研究者提供用生物成像技術觀察組織與細胞內NADH的分布、細胞的運行情況、細胞的代謝情況的創新工具與手段，同時可以對細胞的代謝情況進行高時空分辨率的探測、錄像和拍照，還可以定位或定向任何一個地方和部位進行檢測，對推動人們更好地了解細胞內物質與能量代謝的調節機制具有十分重要的意義。
在這項研究成果中，研究人員開發和利用細胞自己生成的這些獨特的熒光探針，首次精確測定人體細胞不同亞細胞結構內自由NADH分布水平，在實時動態中像電影一樣看到人類和哺乳動物細胞內葡萄糖代謝、線粒體呼吸鏈功能、氧化還原調控條件下NADH代謝情況，并發現NADH可以自由跨膜進入細胞內調控多種生命活動。基于大量的實驗數據，課題組提出了胞漿中的NADH是對人體生理條件改變非常敏感的，而線粒體有很強的維持生理NADH穩態的觀點。該項研究受國家自然科學基金、“863”計劃、霍英東教育基金、上海高校特聘教授（東方學者）崗位計劃和美國NIH等經費資助。 |
