2-NBDG作為葡萄糖攝取熒光可視化探針的機(jī)制及在腫瘤研究中的應(yīng)用

2-NBDG（葡萄糖攝取熒光探針，AbMole，M6327）是一種廣泛應(yīng)用的熒光標(biāo)記葡萄糖類似物，其結(jié)構(gòu)通過將硝基苯并二唑（NBD）熒光基團(tuán)與D-葡萄糖的C-2位結(jié)合而成[1]。作為葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)體（GLUTs）的底物，2-NBDG可通過GLUT1等轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白被細(xì)胞攝取，其熒光信號(hào)可對(duì)葡萄糖攝取活性進(jìn)行定量反映。2-NBDG主要被用于解析葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)的動(dòng)態(tài)過程。例如，通過共聚焦顯微鏡或流式細(xì)胞術(shù)，研究者量化了小鼠骨骼肌細(xì)胞（C2C12）和小鼠胚胎成纖維細(xì)胞（3T3-L1）中2-NBDG與2-NBDLG的信號(hào)差異，以區(qū)分不同構(gòu)型的葡萄糖攝取[2]。

此外，通過結(jié)合多光子顯微鏡技術(shù)，實(shí)驗(yàn)人員實(shí)時(shí)觀測(cè)了活體小鼠腎臟近端小管（PT）中2-NBDG的流入/流出動(dòng)力學(xué)，揭示了鈉-葡萄糖協(xié)同轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白（SGLT2）抑制下的葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)調(diào)控機(jī)制[3]。2-NBDG在能量代謝研究中，與線粒體膜電位探針TMRE（四甲基羅丹明乙酯）聯(lián)用實(shí)現(xiàn)了同步監(jiān)測(cè)葡萄糖攝取與線粒體功能[4]。2-NBDG也可用于葡萄糖攝取相關(guān)的抑制劑的篩選，例如在人類卵巢癌細(xì)胞（SKOV3）和非洲綠猴腎細(xì)胞（COS-7）的高通量篩選中，2-NBDG作為GLUT1抑制劑探針，成功鑒定了4種可抑制葡萄糖攝取的化合物[5]。2-NBDG的優(yōu)勢(shì)在于其生物安全性和操作便捷性。相比放射性標(biāo)記葡萄糖的方法，2-NBDG無(wú)需特殊防護(hù)，且適用于微孔板檢測(cè)。AbMole為全球科研客戶提供高純度、高生物活性的抑制劑、細(xì)胞因子、人源單抗、天然產(chǎn)物、熒光染料、多肽、靶點(diǎn)蛋白、化合物庫(kù)、抗生素等科研試劑，全球大量文獻(xiàn)專利引用。

范例詳解
Cell Death Dis. 2024 Jul 24;15(7):529.
佐治亞理工學(xué)院、中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院的研究團(tuán)隊(duì)在上述論文中使用了AbMole的2-NBDG（葡萄糖攝取熒光探針，AbMole，M6327），以研究腫瘤細(xì)胞的葡萄糖攝取能力。該研究探討了異檸檬酸脫氫酶1（IDH1）在肝細(xì)胞癌（HCC）中的作用及天然小分子化合物Breviscapine（Scu）的抗腫瘤機(jī)制。研究發(fā)現(xiàn)，IDH1通過促進(jìn)α-酮戊二酸（α-KG）的生成，誘導(dǎo)HIF1α羥基化并降解，從而抑制HCC細(xì)胞糖酵解，激活腫瘤免疫微環(huán)境。Scu作為首個(gè)被發(fā)現(xiàn)的IDH1小分子激動(dòng)劑，可通過共價(jià)結(jié)合IDH1的Cys297位點(diǎn)，促進(jìn)其活性二聚體形成，增強(qiáng)α-KG生成，進(jìn)而抑制HIF1α信號(hào)通路及腫瘤生長(zhǎng)。體內(nèi)外實(shí)驗(yàn)證實(shí)，Scu可顯著降低HCC細(xì)胞糖酵解水平，增加CD4⁺/CD8⁺ T細(xì)胞浸潤(rùn)，并降低PD-L1表達(dá)，展現(xiàn)出潛在的抗肝癌研究?jī)r(jià)值[6]。2014年，AbMole的兩款抑制劑分別被西班牙國(guó)家心血管研究中心和美國(guó)哥倫比亞大學(xué)用于動(dòng)物體內(nèi)實(shí)驗(yàn)，相關(guān)科研成果發(fā)表于頂刊 Nature 和 Nature Medicine。  
AbMole是ChemBridge中國(guó)區(qū)官方指定合作伙伴。

*本文所述產(chǎn)品僅供科研使用
 
參考文獻(xiàn)及鳴謝
[1] Sun, Y.; Hu, M.; Wang, F.; et al. Quantification of 2-NBDG, a probe for glucose uptake, in GLUT1 overexpression in HEK293T cells by LC-MS/MS. Analytical biochemistry 2021, 631, 114357.
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[3] Zhang, A.; Nakano, D.; Kittikulsuth, W.; et al. Luseogliflozin, a SGLT2 Inhibitor, Does Not Affect Glucose Uptake Kinetics in Renal Proximal Tubules of Live Mice. International journal of molecular sciences 2021, 22 (15).
[4] Zhu, C.; Martinez, A. F.; Martin, H. L.; et al. Near-simultaneous intravital microscopy of glucose uptake and mitochondrial membrane potential, key endpoints that reflect major metabolic axes in cancer. Scientific reports 2017, 7 (1), 13772.
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