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《自然-方法学》:首次揭示溶酶体的代谢特征

2021年6月14日,来自中国科学技术大学生命科学与医学部熊伟教授与仓春蕾教授课题组合作在《自然-方法学》杂志上发表了题为“Metabolomic profiling of single enlarged lysosomes.”的研究成果。他们完成了单个溶酶体的代谢组学分析,并深度探索了细胞衰老过程中溶酶体代谢组学的异质性改变。

单溶酶体代谢组学分析平台

单溶酶体代谢组学分析平台

研究人员构建了一个单溶酶体代谢组质谱 (SLMS) 平台,该平台集成了溶酶体膜片钳记录和诱导纳米电喷雾电离 (nanoESI)/质谱 (MS),能够同时对个体单个溶酶体进行代谢和电生理分析。该技术的准确性和可靠性可通过对先前发现进行重复而得到验证,例如溶酶体阳离子氨基酸转运蛋白(如PQLC2)的可转运性和溶酶体对营养物质的捕获、如利多卡因等疏水性弱碱药物的发现。

研究人员从各种细胞类型的单个溶酶体中提取代谢物,并根据它们的化学和生物学差异将溶酶体分为五个主要亚群。衰老和癌症以特定类型的方式改变了溶酶体的代谢特征。因此,SLMS 可以为研究生理和病理过程中溶酶体代谢的变化提供更多的分析途径。

研究人员表示,溶酶体对细胞代谢至关重要,并广泛参与各种细胞过程。检测溶酶体代谢异质性对于理解它们的生理作用至关重要。

评论:研究组建立了世界上首个单溶酶体代谢组质谱分析平台,该平台是一种基于单溶酶体膜片钳与超低速感应纳升电喷雾质谱相结合的技术平台,实现了对细胞内单个溶酶体直接无需任何前处理的代谢组检测,更为真实的保留了溶酶体内代谢组的信息。通过该技术平台,研究组对细胞衰老过程中各种类型溶酶体的代谢异质性变化进行了深入研究。

文章来源:
Hongying Zhu, Qianqian Li et al, Metabolomic profiling of single enlarged lysosomes.

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