日前，最新一期《細胞—代謝》雜誌發表了華東理工大學生物反應器國家重點實驗室楊弋課題組的一項研究成果。該研究題為《檢測細胞內NADH分子的遺傳編碼熒光探針》，提出了一種對組織和細胞內NADH的分布進行成像的新方法，為更好地了解物質與能量代謝的調節機製提供了重要的創新工具與手段。

NADH也稱為還原型輔酶I，是生物體內最重要的輔酶，可參與細胞內的物質、能量代謝及信號轉導與基因調控，與癌症、心血管疾病、糖尿病、神經退行性疾病等關係密切。

長期以來，人們一直利用NADH微弱的自發熒光來檢測細胞內代謝狀態，但該方法不僅需要複雜尖端的儀器與物理數學方法，還存在非特異性與難以定量的問題。

最近，研究人員發現細菌中有一種被稱為Rex的蛋白質，會特異性地感受NADH並發生形狀的變化。“我們利用合成生物學方法，將Rex蛋白與熒光蛋白組合，得到了一係列可以特異性檢測NADH的熒光蛋白分子，並在國際上首次實現了在活細胞及各種亞細胞結構中對NADH分子的實時動態、特異性的檢測與成像。”楊弋說。

他進一步介紹說，這些熒光蛋白分子完全由基因編碼，很容易導入細胞並定位於不同的亞細胞結構，因而它們也被稱為遺傳編碼熒光探針。

該課題組還利用這一工具，首次精確測定人體細胞的不同亞細胞結構內自由NADH分布水平，實時動態看到人類等哺乳動物細胞內葡萄糖代謝、線粒體呼吸鏈功能、氧化還原調控條件下NADH代謝情況，並發現NADH可自由跨膜進入細胞內調控多種生命活動。此外，他們還發現，在代謝失衡的癌細胞中，NADH水平發生上升。據此，楊弋等提出了胞漿中的NADH對人體生理條件改變非常敏感，而線粒體有很強的維持生理NADH穩態的觀點。

有關專家認為，由於NADH在代謝和信號轉導中的中心作用及其在疾病診療中的重要性，對組織與細胞內NADH的分布進行生物成像，將為人們更好地了解物質與能量代謝的調節機製提供重要的創新工具。

據記者了解，該論文發表後一周內，已經有多個國外實驗室來信聯係，希望允許他們使用這一技術進行研究。其中，荷蘭一位教授說：“這是我們一直在尋找的技術，可以將我們的研究推進一大步。”（來源：科學時報 黃辛）