顺序电致发光成像技术用于单组织中胺氧化酶的空间分辨代谢图谱绘制

《Journal of Electroanalytical Chemistry》：Sequential electroluminescence imaging for spatially resolved metabolic mapping of amine oxidases at single tissues

　　

方海宇|高新怡|王金玉|韩东妮|姜德辰|方丹军

摘要

蛋白质-蛋白质相互作用及其特定的空间组织对于调控生物系统中的复杂代谢过程至关重要。然而，传统的生化检测方法往往忽略了空间信息，无法直观展示酶在细胞内的拓扑排列方式及其对代谢途径的调控作用。为填补这一空白，我们提出了一种高分辨率电化学发光（ECL）显微镜技术，能够对单个组织切片上的多种酶进行空间定位分析。以胺类代谢途径为例，该技术成功在同一组织切片上可视化了四种关键酶（精胺氧化酶（SMOX）、赖氨酸氧化酶（LOX）、二胺氧化酶和单胺氧化酶）的活性，且不存在交叉干扰。重要的是，定量空间分析显示，在癌变组织中SMOX与LOX之间的共定位现象显著增强。此外，双底物ECL实验揭示了SMOX与LOX之间存在有序的功能性相互作用。这些发现表明，多胺氧化与细胞外基质重塑之间存在一种此前未被充分认识的双向调控机制，这种机制可能由局部氧化微环境的变化所介导。这项研究不仅首次提供了SMOX与LOX之间空间代谢联系的直接视觉证据，还为解析原位代谢网络的“无形”分子相互作用提供了一个可推广的ECL技术平台。