从备孕到怀孕，补充叶酸几乎是每位准妈妈都会收到的温暖叮嘱，作为一种水溶性B族维生素，叶酸常见于绿叶蔬菜、豆类和全谷物中，是孕期营养中的重要组成部分，但你可能不知道的是，叶酸的作用远不止于此。

当它进入人体后，会激活一个精密而关键的代谢网络——一碳代谢通路（One-Carbon Metabolism），这个系统如同细胞内的生命调度中心，参与着DNA合成、基因调控、抗氧化防御等多个核心过程。 

本期我们将带你一起走进叶酸背后的代谢世界。

01、什么是一碳代谢通路？

哺乳动物中一碳单位的来源[1]

要了解一碳代谢，那就不得不提到另一个重要的名词——一碳单位。一碳单位是指只含一个碳原子的有机基团，又称一碳基团，有关一碳单位生成和转移的代谢则称为一碳代谢。

一碳代谢是由叶酸循环、甲硫氨酸循环及转硫途径共同构成的精密代谢网络。它以叶酸为核心辅因子，将来源于丝氨酸、甘氨酸、蛋氨酸、胆碱等营养物质的单碳单位在细胞不同区室间转移，广泛参与参与核苷酸的合成、脂质代谢及维持细胞氧化还原平衡等。

一碳代谢通路:由叶酸循环、甲硫氨酸循环及转硫途径共同构成[2]

02、一碳代谢功能及应用场景

研究表明，一碳代谢状态的改变与人体内多种重要生理病理过程密切相关：

1.妊娠与发育：叶酸介导的一碳代谢不足可导致DNA甲基化异常、同型半胱氨酸（Hcy）升高，影响卵母细胞质量、胚胎发育及妊娠结局，甚至产生跨代表观遗传效应。在胎儿发育关键期，叶酸缺乏会导致支持神经元快速增殖所需的一碳单位供给不足，最终导致神经管闭合失败等严重出生缺陷。

2.肿瘤发生与进展：在肿瘤细胞中，为满足其异常增殖的生物合成需求，一碳代谢常被显著激活，癌细胞通过上调多种一碳代谢酶（如胸苷合成酶（TYMS）、二氢叶酸还原酶（DHFR）以及亚甲基四氢叶酸脱氢酶2（MTHFD2）等），持续供给一碳单位以支持核苷酸合成及甲基化反应。因此，靶向一碳代谢的抑制剂已成为抗肿瘤药物研发中持续演进的重要策略。

3.神经退行性疾病：研究表明，一碳代谢紊乱与神经系统稳态密切相关。血液中同型半胱氨酸（Hcy）升高、S-腺苷甲硫氨酸（SAM）与S-腺苷同型半胱氨酸（SAH）比值下降，常伴随认知功能减退，并与阿尔茨海默病等神经退行性疾病中的表观遗传失调密切相关。

在上述疾病的研究之外，叶酸循环和同型半胱氨酸代谢密切相关的一碳代谢途径在心血管疾病、肝脏疾病及动物生长发育、衰老等方面具有非常重要的研究价值。而精准定量生物体内一碳代谢相关代谢物的浓度，是发现表型差异、深入挖掘通路信息的关键。 

尽管一碳代谢的重要性已被广泛认知，但在实际科研中，相关代谢物种类多、动态快、相互耦联强，以及存在区室分布特异等特点，对检测灵敏度和定量准确性提出了更高要求。只有对叶酸循环、甲硫氨酸循环及转硫途径中的关键代谢物进行系统、精准、可重复的定量分析，才能真正揭示通路调控与表型变化之间的关系。 

杭州科似海生物科技有限公司长期专注于质谱检测方法开发，基于液相色谱-质谱联用技术（LC-MS），我们推出了一碳代谢通路高通量靶标代谢组检测服务，覆盖多条关键支路及核心代谢物，支持科研人员从通路层面深入挖掘机制差异，为发育生物学、肿瘤代谢、神经科学及表观遗传研究提供可靠的数据基础，助力高质量研究成果的产出。

03、技术优势

全面覆盖，精准靶向

检测覆盖叶酸循环、甲硫氨酸循环及转硫途径中的30+种核心代谢物，包括叶酸衍生物、同型半胱氨酸（Hcy）、S-腺苷甲硫氨酸（SAM）、S-腺苷同型半胱氨酸（SAH）等，实现对一碳代谢通路的系统监测。

高灵敏度与宽动态范围

基于高灵敏度的质谱平台，可实现低至 pmol/L 级别的检测灵敏度，并具备优异的线性范围，适用于不同浓度水平的生物样本（如血清、组织、细胞等）。

高特异性与低干扰

对不同生物样本采取特异性的前处理方式，确保代谢物的高提取效率。采用多重反应监测模式，有效区分结构类似物，避免离子干扰，保障数据准确性与可靠性。

严格的质量控制体系

每批样本均设置质控样与内标校正，确保检测过程稳定、重复性好，数据具备高度可比性与可追溯性。

一站式数据分析与报告支持

提供包括代谢物定量、通路富集分析、代谢流趋势可视化在内的多维度数据解读，助力研究人员快速锁定关键代谢节点与机制线索。

专业团队与项目支持

由代谢组学专家团队提供全方位技术支撑，依托高灵敏度检测平台，确保交付精准可靠的科研数据。

04、科似海生物一碳代谢物检测列表

 ▼参考文献：

[1]Ducker GS, Rabinowitz JD. One-Carbon Metabolism in Health and Disease. Cell Metab. 2017 Jan 10;25(1):27-42. doi: 10.1016/j.cmet.2016.08.009. Epub 2016 Sep 15. PMID: 27641100; PMCID: PMC5353360.

[2]Korimerla N, Wahl DR. Interactions between Radiation and One-Carbon Metabolism. Int J Mol Sci. 2022 Feb 8;23(3):1919. doi: 10.3390/ijms23031919. PMID: 35163841; PMCID: PMC8836916.

科似海生物检测服务

科似海生物长期致力于突破代谢质谱检测的技术瓶颈，专注于提供定制化的代谢研究解决方案。公司开发了多项核心技术，涵盖超微量样本代谢物检测、稳定同位素代谢示踪以及全景覆盖的代谢组学与脂质组学常规分析，致力于为客户提供可靠、精准的科学数据。

作为一家专注于攻克技术难点的研发与检测服务企业，科似海生物在组织、胚胎、细胞、培养基等微量及珍贵样本的小分子代谢组学和脂质组学检测方面积累了丰富经验，致力于为更多科研团队提供精准、可靠的技术服务，让“难检测、测不准”的微量样本，不再成为科研路上的障碍。如果您也面临微量/珍贵样本的代谢检测难题，欢迎联系科似海——我们期待成为您科研路上的“技术队友”，共同推动更多科学发现！