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我组在线粒体代谢组学分析的研究取得新进展

作者:时间:2021-08-18点击数:

近日,我组在线粒体代谢组学分析方面取得新进展,研制了抗体修饰的磁性亲和材料,用于不同肝细胞中完整线粒体的选择性分离及后续的代谢组学分析。

作为一个关键枢纽,线粒体内运行着许多维持机体稳态的重要代谢通路,如三羧酸循环、β-氧化等,线粒体内的代谢异常与线粒体相关疾病的发生发展密切相关。发展一种简便且高效的线粒体纯化策略,以全面、精准的了解线粒体水平上的代谢变化,将会扩展我们在亚细胞水平上对疾病发生发展的认识。

为此,本课题组制备了一种抗体修饰的磁性亲和材料MagG@PD@Avidin@TOM20,利用材料表面的抗体anti-TOM20与线粒体外膜上的Tom20的亲和作用,实现了不同肝细胞中线粒体的选择性分离。其中,所制备的磁性复合基质材料MagG@PD@Avidin对作为模型生物分子的生物素化IgG的固载容量可达570μg/mg,且该亲和素包覆的基质材料可作为一个通用的磁性载体偶联其他生物素化的抗体,进而实现不同细胞器的亲和纯化。

相较于经典的蔗糖密度梯度离心法,基于亲和材料的线粒体纯化方法因外磁场可控,分离简便,可显著降低对线粒体内代谢物丰度的扰动。将基于MagG@PD@Avidin@TOM20的亲和纯化策略用于LO2、HepG2和Huh7肝细胞中线粒体的代谢组学分析。在三种肝细胞的线粒体中共鉴定到95个代谢物,统计结果显示,癌细胞HepG2或Huh7相较正常细胞LO2,一些代谢物如乙酰肉碱、苹果酸和衣康酸等在全细胞及线粒体水平上的相对变化呈现出相反的趋势或显著不同的变化程度,这些结果提示线粒体水平的代谢变化有助于更好地理解肝癌的发病机理。

相关研究成果发表在《分析化学》上(Anal. Chem.,93, 11099−11107)。上述工作得到了国家自然科学基金、国家重点研发计划、大连化物所创新基金等资助。该文的第一作者为常蒙蒙,通讯作者为刘心昱,石先哲,许国旺。(文/图常蒙蒙,石先哲)

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