细胞内脂质代谢成像试剂特辑
脂质是脂肪酸与甘油酯结合的甘油三酸酯等甘油酯、神经酰胺等鞘脂，以及包括胆固醇为代表的甾醇等多种分子的总称。除了组成隔离外界的细胞膜、发挥储存能量的作用外，还可作为信号传播通路的第二信使发挥作用，参与细胞内的现象。
本文将介绍funakoshi脂质研究用产品系列中的优质产品。
细胞内脂肪酸代谢的图像
※ 点击以下各项，查看详细说明。
1、观察脂质储存☞ 脂滴成像
2、观察脂质的生理性分解 ☞ 脂肪酸的β-氧化成像
3、观察脂质的代谢状态 ☞ 脂肪酸代谢过程成像
4、观察脂质的损伤性分解 ☞ 脂质过氧化成像
5、观察脂质创造的膜环境 ☞ 生物膜相态成像
◆关于生物膜相态和细胞内脂质成像
脂滴（Lipid droplet）存在于所有的真核生物中，中性脂质主要作为三酰基甘油和胆固醇酯的容器发挥作用。细胞内脂滴的积累是一种正常现象，其储藏的脂质可用于能量、类固醇合成或膜形成。
脂肪细胞中含有大量脂滴，细胞内过多的脂滴积累会成为代谢缺陷及病因的指标。例如，肝细胞（脂肪症）内脂质的过多积累会导致细胞功能障碍。动脉粥样硬化在发病时，巨噬细胞会吞噬氧化LDL，并发展成泡沫细胞，导致动脉狭窄。近年来，研究人员发现脂滴不仅存在于脂肪细胞中，还存在于肝细胞、平滑肌细胞和神经胶质细胞等细胞中，这表明脂滴不仅作为中性脂质的储存器官，还具有代谢控制和基因表达调控等多种功能。
观察各种细胞中的脂滴发现，非脂肪细胞的脂滴小于1 μm，与脂肪细胞的10~100 μm相比非常小。因此，虽然非脂肪细胞的微小脂滴成像常被用作检测试剂，但是使用Nile Red（尼罗红）等现有的试剂会看见脂滴以外的染色（S/N比率低），还存在不适用于活细胞成像等的问题，微小脂滴的观察也仅限于电子显微镜。
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脂滴示意图 | Adipocyte的脂滴 | 图：细胞类型中的脂滴示意图 |
Check it out! LipiDye®Ⅱ
可用于长时间活细胞成像的高灵敏度脂滴染色试剂。除了高脂滴特异性外，还具有低毒性和优异的光稳定性，可用于数天的长期观察、脂滴融合及分解过程的活细胞成像，可在超高分辨率显微镜下实现超微小脂滴的可视化。
※ 本产品基于名古屋大学转化生物分子研究所 山口茂弘教授 多喜正泰特聘副教授的研究成果，由funakoshi株式会社进行商业化和销售。
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使用 LipiDye® II的染色示例（Adipocyte） | 使用 LipiDye® II的染色示例（Non-adipocyte） |
详情请查看LipiDye® Ⅱ产品页面
脂肪酸是组成细胞各种脂质的基本成分，与葡萄糖和氨基酸一样被作为能量来源。尤其是葡萄糖不足引起饥饿时，脂肪酸会被迅速分解产生大量的ATP。虽然脂肪酸种类繁多，碳链的长度和不饱和度各不相同，但在线粒体等中具有共同的分解路径，即脂肪酸β氧化（Fatty acid beta-oxidation; FAO）。
脂肪酸β氧化主要通过4步酶反应：（1）脂肪酸β位的氧化；（2）β位的水合；（3）β位的氧化；（4）裂解，经过阶段性分解，得到2个碳原子的短链脂肪酸和作为ATP原料的乙酰辅酶 A。其中生成的2个碳原子的短链脂肪酸通过同一个循环，重复分解为2n 个碳原子的短链脂肪酸。研究提出，癌症以及非酒精性脂肪肝（NASH）等疾病中，脂肪酸β氧化会出现较大的波动，因此，开发检测脂肪酸β氧化活性的方法备受期待。
脂肪酸β氧化（Fatty acid beta-oxidation：FAO）
Check it out! FAOBlue
FAOBlue是一款可以通过蓝色荧光可视化脂肪酸分解的共同路径——脂肪酸β氧化（FAO）活性的试剂。通过荧光成像，可以简单地检测出过去难以检测的活细胞中的脂肪酸β氧化活性。该产品可广泛应用于对比评估不同细胞种类之间的β-氧化活性，探索促进或抑制β氧化活性的化合物，β氧化相关酶群的基础研究等领域。
※ 本产品基于九州大学大学院药学研究院药物发现化学生物学领域 王子田彰夫教授的研究成果，由funakoshi株式会社商品化和销售。
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脂肪酸β氧化活性检测试剂 FAOBlue示意图 | HepG2细胞的应用例（－FAO inhibitor） | HepG2细胞的应用例（+FAO inhibitor） |
FAOBlue 摄入细胞后，主要在线粒体中发生脂肪酸β氧化（FAO）反应，从而将蓝色荧光染料释放到细胞质中，使整个细胞发出蓝色荧光。FAOBlue的蓝色荧光会被FAO抑制剂抑制，表明其具有 FAO 特异性。
详情请查看FAOBlue产品页面。
脂肪酸是脂质的最小单位，在细胞内可转化为各种脂质结构，包括酰基辅酶 A、磷脂、糖脂、二酰甘油 (DAG) 和三酰甘油 (TAG)等。参与脂肪酸代谢的酶众多，且受到严格的调控，其紊乱被认为会引起病症。了解脂质代谢需要分析脂肪酸代谢过程的工具，虽然常用荧光标记脂肪酸，但是脂肪酸代谢过程中的荧光特性几乎没有变化，因此难以区分并分析各个代谢过程。
Check it out! LipiDye®-M
LipiDye®-M 通过脂肪酸转运蛋白摄入细胞，然后在细胞内进行脂质代谢，转化成各种脂质结构，接着通过迁移至各脂质的适当位置，并根据各细胞器的极性诱发荧光颜色的变化，具体可参考下图。
※本产品基于名古屋大学转化生物分子研究所 山口茂弘教授 多喜正泰特聘副教授的研究成果，由funakoshi株式会社进行商业化和销售。
LipiDye®-M 是一种能够克服上述问题的新型荧光标记脂肪酸（论文原名：AP-C12），由名古屋大学转化生物分子研究所（ITbM）的山口茂弘教授和多喜正泰特聘副教授开发。 使用C12脂肪酸为载体，连接新型荧光色素Azapyrene，含荧光基团在内总长相当于C18脂肪酸。与传统使用的荧光染料不同，Azapyrene可识别周围分子的极性使吸收波长和荧光波长同时发生变化。它具有在强极性环境（亲水性）中呈现绿色、弱极性环境（疏水性）中转变为红色的性质。通过选择适宜的激发光源和检测波长，可以区分和观察各种环境中的脂质代谢状态。
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LipiDye®-M的结构 | LipiDye®-M 的荧光特性根据周围的分子极性而变化 |
LipiDye®-M 是一种环境响应性染料标记脂肪酸，通过脂肪酸转运蛋白摄入细胞后，在细胞内参与脂质代谢，并通过位置改变引起荧光变化。另外，通过成像可获得绿色荧光和红色荧光的图像，将图像重叠后可获得三色脂质代谢的状态图。
LipiDye®-M 的代谢过程和活细胞的荧光特性变化
参考文献
· Kajiwara, K., et al., "A negative-solvatochromic fluorescent probe for visualizing intracellular distributions of fatty acid metabolites.", Nat. Commun., 13 (1), 2533 (2022). [PMID:35534485]
详情请查看LipiDye®-M页面。
脂质过氧化反应（lipid peroxidation；LPO）是由氧化应激引起的脂质氧化分解反应，是脂质的分解过程之一。它是生物中细胞损伤的确定机制，可用作细胞及组织氧化应激的指标。
过氧化脂质不稳定，分解后会形成反应性羰基化合物等一系列复杂的化合物。多不饱和脂肪酸过氧化物在分解时会生成丙二醛（MDA）和 4-羟基烯醛（HAE），这些下游活性物质会引起ER 应激、细胞毒性和诱导铁死亡等多种影响。这些MDA和HAE的检测可作为脂质过氧化的指标使用（Esterbauer, H., et al., "Chemistry and biochemistry of 4-hydroxynonenal, malonaldehyde and related aldehydes", Free Rad. Biol. Med., 11(1), 81, (1991) [PMID：1937131]）。但是，因其特异性低，会生成多种下游因子，所以需要开发能检测上游因子的方法。
脂质过氧化反应（LPO）和脂质自由基（Lipid radical）
Check it out! LipiRADICAL Green
LipiRADICAL Green是可特异性荧光检测脂质过氧化反应上游因子脂质自由基的试剂。可用于活细胞成像，样品中脂质自由基数量的相对定量，以及样品中脂质自由基的结构分析和综合鉴定。此外，OH-Pen还可用作脂质自由基特异性中和剂。
※ 本产品是基于九州大学大学院药学研究院生命物理化学领域 山田健一教授的研究成果，由funakoshi株式会社进行商业化和销售。
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LipiRADICAL Green的荧光发光原理 | 药物刺激Hepa1-6细胞时的活细胞成像示例 |
详情请查看LipiRADICAL Green页面。
生物膜相态
构成生物膜的脂质种类繁多，膜的状态因其脂质的组成而大不相同。例如，仅由饱和脂肪酸组成的脂质膜因密度高且包裹坚固，被称为有序相（Lo）。由含有不饱和脂肪酸的脂质组成的脂质膜因密度低，被称为无序相（Ld）。像这样的脂质微环境被称为相态（Lipid order)。
在简易模型中，Lo和Ld分离并发生明确地相分离（如上图），但由于细胞生物膜中的脂质种类繁多，不会发生图中模型所示的简单相分离，而是发生反映总和性质的相态。此外，相态被认为会受到膜蛋白存在的影响，而实际细胞膜上的相态更为复杂。细胞膜上的Lo有时也被称为脂筏（Lipid raft），其因充当生物膜的功能域而备受关注。这种脂质膜相态的简易成像分析法有望被开发并应用于理解生物膜流动性和坚固性等膜的生物物理学性质。
※ 关于UltraRIPA 脂筏提取缓冲液套装产品页面，请点击此处。
Check it out! LipiORDER
LipiORDER是环境响应性荧光色素，可通过成像定量观察生物膜相态（Lipid order）Lo/Ld，即便在活细胞中也具有高化学稳定性，可观察细胞膜和细胞内膜等多种膜结构的相态。
※ 本产品是基于高知大学教育研究部综合科学系复合领域科学部门 仁子阳博士的研究成果，由funakoshi株式会社进行商业化和销售。
可通过成像定量观察生物膜相态（Lipid order）Lo/Ld的LipiORDER
详情请查看LipiORDER（Membrane Lipid Order Imaging Dye）页面。
◆推荐的脂质研究产品系列
检测/ 观察对象 | 产品名称 | 荧光检测波长 | 染色/ 检测案例 | 特点 | 产品编号 |
脂滴 | 绿色 激发波长：400～500 nm 荧光：490～600 nm |
| ● 高脂滴特异性和低背景 ● 有助于观察非脂肪细胞中的 ● 微小脂滴 ● 有助于通过长时间成像分析 ● 动态行为 | ||
脂肪酸β氧化活性 | 蓝色 激发波长：405 nm 荧光：420～500 nm |
| ● 通过荧光成像检测活细胞中 ● 脂肪酸β氧化（FAO）的活性 ● 加入培养基后可在30- 120 min内观察 | ||
脂肪酸代谢过程 | 绿色（细胞质中） 激发波长：450～490 nm 荧光：490～540 nm |
| ● 环境响应性荧光染料标记脂 肪酸，根据脂肪酸的代谢状 态和细胞器环境，荧光会在 绿色~红色间变化 ● 可通过荧光成像追踪脂肪酸 代谢过程 | ||
红色（脂滴中） | |||||
脂质过氧化反应 | 绿色 激发波长：470 nm 荧光：520～600 nm |
| ● 活细胞成像，相对定量样品 中的脂质自由基 ● 利用荧光强度相对定量样品 中的脂质自由基（in vitro） ● 特异性检测脂质自由基和过 氧化脂质自由基，对活性氧 不反应 | ||
生物膜相态 | 绿色（有序相：Lo） 激发波长：405 nm 荧光：500～550 nm |
| ● 仅添加活细胞，根据生物膜 相态具有不同的荧光特性 ● 相比现有的分子极性响应型 荧光染料Laurdan，具有更 高的光稳定性 | ||
红色（无序相：Ld） |
◆脂质研究用产品列表
产品编号 | 产品名称 | 产品规格 |
LipiORDER, Membrane Lipid Order Imaging Dye LipiORDER 膜脂质序成像染料 | 0.1 mg | |
FAOBlue，Fatty Acid Oxidation Detection Reagent | 0.2 mg | |
LipiRADICAL Green | 0.1 mg | |
LipiDye II, Live Imaging LipiDye II 脂滴活细胞成像试剂 | 0.1 mg | |
| FDV-0028 | LipiDye-M，Lipid Metabolism Tracer LipiDye-M脂质代谢示踪剂 | - |
相关产品
产品编号 | 产品名称 | 产品规格 |
UltraRIPA kit for Lipid Raft UltraRIPA 脂筏提取缓冲液套装 | 1 kit |
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