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                  甲醛定量與代謝流分析

                  研究背景甲醛是一種結構最簡單而反應性最強的醛,其來源分為外源和內源。環境中甲醛無處不在,從空氣到水、從土壤到天然食品、從護膚品到食品防腐劑以及從消化物到腸道菌群等各處均發現甲醛。長期或短期接觸高劑量的甲醛會在不同程度上導致眼睛、皮膚、呼吸道、血液系統、生殖系統、免疫系統乃至中樞神經系統的損害。由于細胞的代謝作用,包括人類在內的每個生物體還會自然產生大量內源性甲醛。過量甲醛可與核酸或蛋白質發生交聯反

                  研究背景


                  甲醛是一種結構最簡單而反應性最強的醛,其來源分為外源和內源。環境中甲醛無處不在,從空氣到水、從土壤到天然食品、從護膚品到食品防腐劑以及從消化物到腸道菌群等各處均發現甲醛。長期或短期接觸高劑量的甲醛會在不同程度上導致眼睛、皮膚、呼吸道、血液系統、生殖系統、免疫系統乃至中樞神經系統的損害。

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                  由于細胞的代謝作用,包括人類在內的每個生物體還會自然產生大量內源性甲醛。過量甲醛可與核酸或蛋白質發生交聯反應,誘導氧化應激,對人體中樞神經系統形成重大有害,導致認知障礙如阿爾茨海默氏病等。內源性甲醛的產生量足以對基因組穩定性和蛋白質功能構成重大威脅。幸運的是,體內線粒體醛脫氫酶2(ALDH2)、醇脫氫酶3(ADH3)以及醇脫氫酶5(ADH5)負責內源性甲醛的代謝和解毒。腸道微生物和四氫葉酸也消耗過量甲醛。

                  迄今為止的大量研究表明,甲醛是一種致癌性分子。在多種癌癥中發現一碳代謝相關酶被過量表達,一碳通量增加,從而提供了腫瘤細胞增長急需的生物分子如核苷酸等。葉酸驅動的一碳循環是細胞中的基本代謝樞紐,使核苷酸和氨基酸的合成以及表觀遺傳修飾成為可能。該循環還可能釋放出甲醛(來自于葉酸主鏈的氧化分解)。為了抵消這種反應性分子,生物體進化出了以乙醇脫氫酶5(ADH5)為中心的排毒系統。該系統將甲醛轉化為甲酸,而甲酸是一種反應性較低的分子,可用于核苷酸生物合成。補充一碳循環必需輔因子如四氫葉酸以及其他易氧化的葉酸衍生物,會殺死那些無法對甲醛進行解毒或缺乏DNA交聯修復功能的動物細胞。哺乳動物將內源性具遺傳毒性的甲醛轉化為一碳代謝的碳源供體。內源甲醛代謝研究引起了越來越多科學家的興趣,尤其是在腫瘤和神經等領域。


                  譜領定量檢測甲醛案例


                  譜領生物在開發出多種靶向代謝檢測產品后,緊隨科研前沿,與國內頂級醫學研究機構合作,開發出生物樣本甲醛定量和代謝流分析的質譜檢測產品,可實現在定量和代謝流兩個維度對細胞、組織和體液樣本甲醛進行表征。

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                  甲醛液質實測樣本EIC圖

                  參考文獻


                  ?  Hoffman EA, Frey BL, Smith LM, et al. Formaldehyde crosslinking: a tool for the study of chromatin complexes. J Biol Chem 2015,290: 26404–26411.

                  ?  Evans AM, Fameli N, Ogunbayo OA, et al. From contraction to gene expression: nanojunctions of the sarco/endoplasmic reticulum deliver site- and functionspecific calcium signals. Sci China Life Sci 2016, 59(8): 749–763.

                  ?  Burgos-Barragan G, Wit N, Meiser J, et al.Mammals divert endogenous genotoxic formaldehyde into one-carbon metabolism. Nature 2017,548: 549–554.


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