葡萄糖摄取测定方法的比较

葡萄糖是许多生物的主要能量来源，吸收葡萄糖是一个关键的过程。葡萄糖通过细胞膜运输，通过磷酸化被捕获。在哺乳动物细胞中，这是由一个葡萄糖转运蛋白家族(GLUT)和一些细胞内己糖激酶来完成的。注意，测量葡萄糖摄取和测量葡萄糖消耗是不一样的。葡萄糖的吸收在10分钟或更短的时间内迅速发生，具体衡量的是转运蛋白的活性，而葡萄糖浓度的变化涉及多种途径，通常需要几个小时。

我们可以从测量葡萄糖摄入量中学到几件事。葡萄糖摄取的变化可以反映代谢的整体变化，但也有许多具体的过程。在癌细胞中，测量葡萄糖摄取可以监测葡萄糖转运蛋白的过表达或识别葡萄糖转运蛋白抑制剂。对于脂肪和肌肉细胞，可以通过测量葡萄糖摄取来观察胰岛素刺激下GLUT4易位的变化。在与免疫相关的细胞中，测量葡萄糖摄取可用于跟踪某些细胞类型从一个阶段到另一个阶段的转化。

有效的葡萄糖摄取测定方法因运输底物的不同而不同。由于葡萄糖本身在转运后会进入多种途径，因此必须使用非代谢葡萄糖类似物来代替。一种是荧光标记的2- nbdg (2-(N-(7-硝基苯-2-氧基-1,3-重唑-4-基)氨基)-2-脱氧葡萄糖)。这种探针在细胞中积累，成像效果很好，但由于它比葡萄糖大得多，人们担心它的运输方式不同，因此可能不能准确地指示葡萄糖转运蛋白的活性。另一种葡萄糖类似物是2DG(2-脱氧葡萄糖)。这个分子像葡萄糖一样被运输和磷酸化，但由于它不受其他细胞酶的显著作用，它在细胞中以2DG6P(2-脱氧葡萄糖-6-磷酸)的形式积累。

长期以来，测量葡萄糖摄取的金标准一直是无线电标记的模拟3H-2DG和累积3H-2DG6P的测量(1)。虽然该方法敏感且工作良好，但需要多次洗涤步骤。许多研究人员不使用这种方法，因为他们想避免处理和处置放射性物质。商业非放射性方法使用非放射性标记的2DG，并通过G6PDH(葡萄糖-6-磷酸脱氢酶)的作用来测量2DG6P的积累(2)。这种酶氧化2DG6P形成NADPH，然后可以用来生成用于吸收或荧光测定的探针。这两种测定方法都适用于多井板格式，但它们需要多个处理步骤。由于循环检测反应，吸光度法是最灵敏的，可以检测非常少量的2DG6P。然而，这两种方法都有小的信号窗口(即没有2DG6P背景的信号)，这限制了它们的使用。

我们开发了一种发光葡萄糖摄取测定法，其原理与上述测定法相同:2DG6P的积累和通过G6PDH的酶促作用进行检测(3)。发光测定法有许多优点:

• 对放射性测定的敏感性相似，但不需要任何清洗步骤或处理和处置放射性物质。
• 信号窗口比吸收度和荧光分析更大，更容易检测到微小的变化，需要较少的分析优化。
• 由于较少的错误命中和稳定的发光类型信号，适于高通量筛选。

发光检测可以检测到5000个细胞的葡萄糖摄取，其信号与背景比大于3倍，并且信号保持线性，直到至少50000个细胞。在非放射性多孔板法中，发光法是简单和灵敏度的最佳结合。

1. 山本,N。et al。(2015)培养细胞葡萄糖摄取的测定。咕咕叫。Protoc。杂志。71, 12.14.1-26。
2. 斋藤,K。et al。(2011)胰岛素反应性组织和3T3-L1脂肪细胞中2-脱氧葡萄糖摄取的酶学光度测定。肛交。物化学。412,上行线。
3. 山谷,议员et al。(2016)一种测定葡萄糖摄取的生物发光法。肛交。物化学。505, 43-50。