HYlight 是一种基因编码的荧光生物传感器，可比率监测糖酵解关键代谢物果糖-1,6-二磷酸（FBP）。鉴于葡萄糖代谢在肝癌中的重要作用，作者将 HYlight 表达于人肝癌细胞和原代小鼠肝细胞中，并通过体外、计算和细胞内实验证明其能够监测与糖酵解而非糖异生相关的 FBP 变化。HYlight 对 FBP 的亲和力约为 1 μM，...
锥虫目寄生虫（包括布氏锥虫）在热带和亚热带地区造成重大健康负担，但其代谢机制仍不清楚。为发现抑制锥虫目酶类的化学探针，作者建立了一种基于流式细胞术的高通量多重筛选方法，可在活体布氏锥虫血淋巴型中同时测量多种与糖酵解相关的代谢物。作者将分别检测葡萄糖、ATP 或糖体 pH 的荧光生物传感器转入寄生虫：葡萄糖和 ATP 传感器为 FRE...
能量代谢支撑神经元功能，但单个神经元如何调节代谢状态以满足不同能量需求仍不清楚，因为多数活体代谢检测方法缺乏对单个回路、细胞或亚细胞区域的分辨率。本研究将糖酵解荧光生物传感器 HYlight 适配到秀丽隐杆线虫（C. elegans），用于在活体中成像单个神经元内糖酵解的动态变化。作者发现神经元能够细胞自主地进行糖酵解，并在能量应激...
肝细胞癌（HCC）是全球第二大致命癌症，仍缺乏根治性治疗。有氧糖酵解（Warburg 效应）是索拉非尼一线治疗诱导的主要耐药机制，并受代谢主调控因子 AMPK 调控。AMPK 激活是耐药所必需的，但其激活动态及调控机制研究较少。本研究通过工程化 Huh7 细胞稳定表达 AMPK 活性生物传感器 AMPKAR2，利用 FRET 高内容...
能量代谢支持神经元功能。虽然已知能量代谢变化支撑脑可塑性与功能，但单个神经元如何调节代谢状态以满足不同能量需求仍不清楚，因为多数活体代谢检测手段缺乏在单个环路、细胞或亚细胞区域可视化能量代谢的分辨率。本研究将糖酵解生物传感器 HYlight 适配用于秀丽隐杆线虫，以在活体单个神经元内成像糖酵解动态变化。我们确定神经元以细胞自主方式执...
可溶性腺苷酸环化酶（sAC，ADCY10）在细胞内区室介导 cAMP 信号，其活性受 ATP、碳酸氢盐和游离 Ca2+ 影响，可能作为代谢传感器。本研究证明，在多种细胞系及小鼠原代肝细胞、胆管细胞中，药理学和遗传学抑制 sAC 均使乳酸分泌增加、丙酮酸分泌减少，培养上清乳酸/丙酮酸比值升高，反映胞质游离 [NADH]/[NAD+] ...
本研究针对肝细胞癌独特的肿瘤代谢及其对治疗反应的影响，提出一种基于磁共振波谱成像（MRSI）的高通量细胞外pH（pHe）成像平台，用于三维（3D）体外肝癌模型。采用BIRDS（biosensor imaging of redundant deviation in shifts）技术在9.4 T和11.7 T磁共振谱仪上进行验证，同时...
免疫细胞葡萄糖代谢活性的评估正成为免疫学研究中的常规任务。本研究报道了一种灵敏、廉价且无放射性的检测方法，用于直接、快速测量培养条件下 CD4+ T 细胞的代谢活性。作者设计并制备了一种便携式定制细胞培养代谢物生物传感器装置，通过测量无细胞 CD4+ T 细胞培养滤液中的酸化水平来反映糖酵解活性。实验中，体外激活的 CD4+ T 细...
脑葡萄糖利用受损是阿尔茨海默病（AD）早期且具预测性的生物标志物，可能参与疾病进展中的记忆与认知障碍，但其细胞与分子机制仍不清楚。本研究在症状前发育阶段，比较非转基因（non-Tg）与 3xTg-AD 小鼠新皮层上颗粒层锥体细胞的葡萄糖代谢。作者利用遗传编码的荧光共振能量转移（FRET）葡萄糖生物传感器进行胞内葡萄糖成像，并用单细胞...
RNA病毒复制依赖宿主细胞的代谢物与能量。番茄丛矮病毒（TBSV）感染细胞后诱导过氧化物酶体和内质网膜聚集，并形成含有病毒复制酶的膜区室，但其复制所需ATP的来源长期未知。本文发现，TBSV通过病毒复制蛋白p33和p92直接招募宿主糖酵解丙酮酸激酶PK（酵母中为Cdc19p）进入病毒复制区室。被招募的PK在区室内利用磷酸烯醇式丙酮酸...
顺铂自20世纪70年代临床应用以来，其抗肿瘤机制研究广泛，但顺铂如何随时间诱导细胞死亡仍不清楚。本研究采用新型细胞生物传感器芯片系统，对多种癌细胞系进行顺铂处理，并实时连续监测细胞呼吸、糖酵解和阻抗。结果显示，所有顺铂处理细胞系中呼吸首先受到影响，随后糖酵解在HT-29、HCT-116、HepG2和MCF-7细胞中发生显著延迟性干扰...