绿色荧光蛋白为基础的葡萄糖指标用于实时监测葡萄糖代谢

东京工业大学(Tokyo Tech)和东京大学之间的一项合作研究报告了一系列基于绿色荧光蛋白的葡萄糖指标，这些指标将有助于研究活细胞中的能量代谢。这些指标名为Green Glifons，是同类产品中首款适用于哺乳动物细胞实时成像以及与其他颜色指示剂同时成像的指标。

Green Glifons(绿色葡萄糖指示荧光蛋白)对不同浓度的葡萄糖非常敏感，葡萄糖是细胞生长，增殖和存活的重要能量来源。

在他们发表在“分析化学”杂志上的研究中，包括东京工业大学化学与生命科学实验室的Tetsuya Kitaguchi在内的研究人员表示，传感器在葡萄糖响应中的荧光亮度提高了七倍。

他们说，他们的成就扩展了监测葡萄糖动力学的工具包，使细胞生物学家能够同时在特定细胞中可视化许多分子。“许多科学家希望使用不同的颜色指示器在同一个细胞中对多个分子进行成像，以研究它们的空间和时间相互作用，”Kitaguchi说。“这就是我们需要可以轻松应用于多色成像的传感器的原因。”

基于他们在生物传感器设计和开发方面积累的专业知识，该团队创建了三种类型的Glifons，能够显示从数百微摩尔到数十毫摩尔浓度的有用葡萄糖浓度范围。这三种传感器命名为Green Glifon50，Green Glifon600和Green Glifon4000，EC50值分别为50μM，600μM和4,000μM。

研究人员证明，所有三种Glifons均可用于显示细胞不同部位的葡萄糖，如活HeLa细胞的细胞质，细胞核和线粒体。他们还证实他们的传感器适用于双色成像。使用小鼠胰腺β细胞的测试显示，绿色Glifons可以很容易地用于显示葡萄糖以及红色荧光钙指示剂Rhod-2。

为了验证Glifons是否适合于实时活细胞成像，他们使用蛔虫秀丽隐杆线虫(Caenorhabditis elegans)作为动物模型进行了实验。他们成功观察到位于蠕虫喉部的咽肌中Green Glifon4000的荧光强度增加。

目前的研究建立在Kitaguchi和他的同事们对多种生物传感器的研究基础之上，这些生物传感器以鸟类和神话中的野兽命名。“对于第二信使的传感器，我们决定用鸟命名：Flamindo和cGull。而对于新陈代谢的传感器，我们以嵌合体命名：MaLion和Glifon，”Kitaguchi解释道。

他说到目前为止所获得的所有知识对于优化Glifons的结构都是非常宝贵的。“例如，我们意识到，当我们开发Flamindo时，蛋白质结构中的连接子长度很重要，”他说。“后来，我们发现当我们开发cGull和MaLions时，连接子中的氨基酸序列是至关重要的。”

展望未来，Glifons可以帮助提高对几种慢性和生活方式相关疾病的理解，包括糖尿病和肥胖，因为它们与葡萄糖失衡有关。许多研究小组正在研究人造甜味剂如何干扰葡萄糖代谢。Kitaguchi说，由于人造甜味剂的健康效应是一个持续争论的主题，因此还有待探索。

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