葡萄糖是细胞的主要能量来源,其摄取过程对维持细胞正常生理功能至关重要。深入探究细胞葡萄糖摄取机制,有助于理解诸多生理及病理过程。ICG-glucose 作为一种将吲哚菁绿(ICG)与葡萄糖结合的化合物,为这一研究提供了新的有力工具。
图为:ICG-glucose结构式
细胞摄取葡萄糖主要依赖葡萄糖转运蛋白(GLUTs)家族,如 GLUT1、GLUT2、GLUT3 和 GLUT4 等。其中,GLUT1 分布于各类细胞,负责基础葡萄糖摄取;GLUT2 主要存在于肝脏、胰岛 β 细胞和肠上皮细胞,对葡萄糖亲和力较低,但转运能力强;GLUT3 优先表达于神经元,为神经细胞提供充足能量;GLUT4 则主要在胰岛素敏感组织。当胰岛素与细胞表面受体结合,触发细胞内信号级联反应,促使含 GLUT4 的囊泡与细胞膜融合,从而增加细胞膜上 GLUT4 数量,提升葡萄糖摄取速率。
ICG 作为一种近红外荧光染料,具有良好的光学特性,最大吸收波长约 780 nm,发射波长约 820 nm,能有效避免生物组织的自发荧光干扰,实现高灵敏度、高分辨率成像。将 ICG 与葡萄糖结合形成 ICG-glucose 后,既保留了葡萄糖的生物学特性,可被细胞表面葡萄糖转运蛋白识别摄取,又赋予其荧光示踪功能。通过荧光显微镜、流式细胞仪等设备,能够实时监测 ICG-glucose 在细胞内的摄取、分布及代谢情况。
图为:葡萄糖结构式
ICG-glucose 为研究细胞葡萄糖摄取机制提供了独特视角。未来,随着技术发展,结合多组学分析、高分辨率成像技术等,有望更全面、深入揭示细胞葡萄糖摄取的调控机制,为相关疾病的诊断、Treatment 及药物研发提供坚实理论基础。