细胞代谢 | 外酸化率、氧消耗率、线粒体呼吸链复合物……Elabscience®能量代谢检测指标大盘点

能量代谢是指生物体通过从外界摄取葡萄糖、氨基酸、脂肪酸这些营养物质，并通过糖酵解、三羧酸循环、线粒体有氧呼吸等代谢途径将这些物质转化成能量物质(ATP)的过程。能量代谢状态可作为评价细胞健康的关键指标，提供细胞增殖、分化和死亡等过程的深入见解，推动疾病机理及药物开发。 Elabscience®紧跟热点，自主研发了 细胞外酸化率、 细胞氧消耗率 、 线粒体复合物等系列指标的检测试剂盒，助力能量代谢研究。

图1. 能量代谢示意图

 

能量代谢与疾病

癌症、动脉粥样硬化、神经退行性疾病等与能量代谢之间存在着密切的关系，机体发生病变往往伴随着能量代谢的改变。

 

图2. 疾病与能量代谢相关的指标

癌症：在肿瘤细胞以及增殖的细胞中，通过糖酵解提供ATP，同时中间代谢产物丙酮酸被利用转化合成为生物大分子的前体，如乙酰CoA和核糖，以促进营养物质的摄取和吸收，而并非通过TCA循环和氧化磷酸化产生ATP ^[1]。

神经退行性疾病：神经元活动需要消耗大量的ATP进行神经传导，这些ATP大部分由线粒体中的氧化磷酸化产生，少量由糖酵解产生。阿尔兹海默症（Alzheimer’s disease，AD）、帕金森综合征（Parkinsonism，PD）、亨廷顿病（Huntington's disease，HD）等神经疾病患者的能量代谢过程有可能受阻。而通过恢复氧化磷酸化和糖酵解，改善线粒体功能障碍可有望对抗神经退行性疾病^[2]。

动脉粥样硬化与乳酸生成：Olli Leppänen研究发现在病变的血管中，由于内膜的增厚导致向斑块深部扩散的氧气和葡萄糖减少，并且斑块内积聚的泡沫细胞耗氧量增加，两种因素导致斑块核心区域常处于低氧环境。巨噬细胞处于低氧环境中，通过糖酵解维持ATP水平，导致乳酸生成增加^[3]

 

指标介绍

Elabscience^®作为国内首家提供全面细胞能量代谢检测的领导品牌，自主研发了包含外酸化率、氧消耗率、线粒体呼吸链复合物等特色指标，涵盖整条能量代谢途径的检测产品，并积累了大量实验经验和数据，提供可靠的解决方案，助力能量代谢相关研究。

 

1. 细胞外酸化率（ECAR）检测试剂盒

细胞外酸化率(Extracellular Acidification Rate，ECAR)是一个评估细胞代谢过程中无氧发酵产生的酸性物质的重要指标，它的变化能反映糖酵解的程度。细胞外酸化率（ECAR）检测试剂盒（E-BC-F069）用于监测细胞外环境pH值的变化。当细胞外环境发生酸化时，试剂盒中的探针荧光值会相应降低，从而实现对细胞外酸化程度的检测。 本试剂盒拥有易操作、不受仪器限制和可实时分析细胞动态变化的特点。

 

图3. 细胞外酸化率(ECAR)荧光法测试盒（E-BC-F069）细胞样本验证结果

2. 氧消耗率（OCR）检测试剂盒

检测细胞的氧消耗率（Oxygen Consumption Rate，OCR）是评价线粒体功能的关键指标。氧消耗率（OCR）检测试剂盒（E-BC-F068）提供一种不进入细胞、对细胞安全无毒的荧光探针，其荧光随氧气量减少而增加，因此可通过检测荧光值的变化来判断细胞的氧消耗率。本试剂盒拥有易操作、不受仪器限制和可实时分析细胞动态变化的特点。

 

图4. 氧消耗率(OCR)荧光法测试盒（E-BC-F068）细胞样本验证结果

 

 

 

3. 细胞线粒体呼吸链复合物系列试剂盒

线粒体复合物活性的评估旨在推断酶复合物之间电子传递的效率，可作为判断线粒体功能障碍的重要依据。Elabscience^®细胞线粒体复合物酶活检测试剂盒是国内shoukuan针对细胞样本线粒体复合物酶活检测的产品，具有高灵敏度、高特异性的特点。

 

图5. 线粒体复合物检测酶活同行对比

4. ATP/ADP比值化学发光法试剂盒

    ATP与ADP的比值变化与细胞凋亡、细胞自噬、能量代谢等诸多途径息息相关，因此经常作为细胞活性的检测指标。ATP/ADP比值化学发光法试剂盒（E-BC-F004）利用化学发光法，使ATP与荧光素在荧光素酶的催化下，反应发出荧光，再用酶将ADP转化为ATP，采用相同的原理检测ATP，即可算出细胞内的ATP/ADP的比值。Elabscience^®ATP/ADP比值化学发光法试剂盒灵敏度高，实验操作更简单，更方便。

 

图6. ATP/ADP比值化学发光法试剂盒（E-BC-F004）细胞凋亡模型验证

 

能量代谢热门产品

产品名称	检测仪器	货号
ATP/ADP比值化学发光法测试盒	化学发光酶标仪	E-BC-F004
ATP化学发光法测试盒	化学发光酶标仪	E-BC-F002
氧消耗率(OCR)荧光法测试盒	荧光酶标仪	E-BC-F068
细胞外酸化率(ECAR)荧光法测试盒	荧光酶标仪	E-BC-F069
细胞线粒体呼吸链复合物I(NADH-辅酶Q还原酶)比色法测试盒	酶标仪	E-BC-K834-M
细胞线粒体呼吸链复合物II比色法测试盒	酶标仪	E-BC-K835-M
细胞线粒体呼吸链复合物Ⅲ(辅酶Q-细胞色素C还原酶)比色法测试盒	酶标仪	E-BC-K836-M
细胞线粒体呼吸链复合物Ⅳ(细胞色素C氧化酶)比色法测试盒	酶标仪	E-BC-K837-M
细胞线粒体呼吸链复合物Ⅴ(F0F1-ATP酶/ATP合成酶)比色法测试盒	酶标仪	E-BC-K838-M

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参考文献

1. Matthew G.Vander Heiden, Lewis C.Cantley, Craig B.Thompson. Understanding the Warburg Effect:The Metabolic Requirements of Cell Proliferation [J]. Science, 324, 1029(2009): 1029-1033.

2. Cunnane SC, Trushina E, Morland C, et al. Brain energy rescue: an emerging therapeutic concept for neurodegenerative disorders of ageing [J]. Nature Reviews Drug Discovery, 2020;19(9):609-633.

3. Olli Leppanen, Tom Bjornheden, Margareta Evaldsson, et al. ATP depletion in macrophages in the core of advanced rabbit atherosclerotic plaques in vivo[J]. Atherosclerosis, 2006,188(2):323-330.