多巴胺(Dopamine,DA)是调控奖励与动机行为的核心神经递质,其释放机制不仅受奖励本身驱动,还显著受到获取奖励所需付出努力的影响。然而,神经系统如何编码努力相关信息,并进而调控DA释放以整合成本-收益决策,其神经机制尚不明确。
代谢相关脂肪性肝病(MASLD)已成为全球发病率最高的慢性肝病,影响超38%人群。高脂饮食(HFD)是公认的核心诱因...
嘌呤核苷酸是生命活动的基本分子单元,参与核酸合成、能量代谢与信号转导等多种关键过程。嘌呤代谢异常与痛风、免疫缺陷、神经退行性疾病及恶性肿瘤等多种疾病相关。硫嘌呤类药物是临床常用的抗代谢药物,可通过干扰嘌呤代谢发挥抗肿瘤与免疫抑制作用;其疗效与毒性存在显著的个体差异,因此亟需借助精准的代谢物分析手段以实现个体化治疗指导。近年来,基于液相色谱-串联质谱(LC-MS/MS)的靶向代谢组学与稳定同位素示踪技术能对嘌呤等核苷酸类代谢物实现高准确度、高灵敏度的定量分析及代谢过程动态追踪,二者的结合已成为解析代谢通路动态调控、探究药物作用机制的关键技术手段。本文将重点介绍靶向组学和同位素示踪技术在揭示嘌呤代谢调控机制及其与硫嘌呤药物敏感性关系方面的应用,并在整合相关实例进行阐述。
一碳代谢是核苷酸、氨基酸及甲基供体合成的核心代谢网络,其中叶酸作为关键辅因子,是一碳单位转运与化学转化的核心载体。该通路既支持细胞增殖,又影响遗传物质复制与修复,因此在发育、肿瘤、感染以及代谢疾病中具有重要意义。围绕叶酸代谢的定量监测,对于解析其在细胞命运及病理过程中的作用至关重要。在感染生物学领域中,一碳代谢的研究正不断揭示其新的功能边界。包括弓形虫在内的细胞内病原体,其DNA合成高度依赖宿主提供的一碳单位与叶酸衍生物。因此,宿主若能通过调控叶酸供给、限制一碳代谢流,即可对病原体增殖形成代谢层面的抑制。针对叶酸及其衍生物进行高灵敏度定量、建立靶向一碳代谢组学方法,是理解这一过程的前提。
氨基酸衍生物来源包括氨基酸合成途径的中间产物、与氨基酸反应产生的基团修饰以及蛋白质降解释放出含基团修饰的氨基酸。常见的功能性氨基酸衍生物非常之多,包括 瓜氨酸,胱硫醚,犬尿氨酸,多巴胺。近年来研究进一步发现了甲基化、乙酰化、羟基化、硝基化等修饰的氨基酸衍生物。这类氨基酸衍生物与心血管疾病、肾功能障碍等多种疾病状态密切相关,常常可以作为反映氧化应激水平、蛋白质周转速率等生理病理过程的关键指标。然而,这一类含修饰的氨基酸行生物在生物体系中的天然丰度往往较低,且化学结构复杂,对其化学鉴定、准确定量、来源追溯等存在较大技术挑战。例如在小牛胸腺中组蛋白H3中,尽管二甲基化赖氨酸含量最高,也只占总氨基酸的12.13%,精氨酸残基的各类甲基化修饰丰度极低,含量均约为0.05%[1]。科似海生物通过优化液相色谱-质谱联用技术(LC-MS),对一系列不同类型的氨基酸衍生物实现了高灵敏度的定量检测流程,并可以提供稳定同位素方案用于追溯不同氨基酸衍生物的代谢过程。本文将带你了解修饰氨基酸的生物学意义与检测挑战,以及LC-MS的应用实例。
脂质组学是生命科学最具挑战性的研究领域之一。相较于基因或蛋白质,脂质不仅种类超千种,还存在碳链长度、不饱和度、双键位置等复杂异构性,这为其检测与准确定量带来了巨大困难。大脑作为人体脂质最富集的器官之一,其脂质稳态更是神经功能的“生命线”。从罕见的神经元蜡样脂褐质沉积症,到常见的阿尔茨海默病、帕金森病,诸多神经退行性疾病都与脂质代谢紊乱相关;甚至衰老、炎症、睡眠节律紊乱等也会打破脑内脂质平衡。然而,脑脂质研究的复杂性远超其他组织:脑组织具有显著的细胞类型与脑区特异性,例如神经元、星形胶质细胞、小胶质细胞之间,以及灰质与白质之间的脂质组成差异明显。同时,样本的年龄、饮食条件和死亡后间隔时间等因素也会显著影响脂质稳态,使得研究人员在识别疾病相关的原发性脂质代谢异常时面临严峻挑战。尽管转录组与蛋白质组学已建立标准化的数据库,神经脂质组学目前仍缺乏统一平台与比对体系,这一现状严重限制了跨疾病、跨模型的脂质代谢整合研究,也制约了该领域的发展进程。