病毒在代谢研究中的应用

病毒在代谢研究中的应用

代谢简介

代谢（Metabolism） 是生物体内一切生物化学反应的总称，用以维持基本的生命活动。比如摄取营养物质通过分解代谢供能，将摄取的物质等合成出自身生长发育所需的各种物质、或者储存起来以待匮乏时利用。

图1 哺乳动物不同组织的代谢功能（Lehninger Principles of Biochemistry，5th）

代谢分类

1、合成代谢（Anabolism）:所有生物学合成的活动总称，包括细胞分类所需的DNA复制、蛋白氨基酸等合成、磷脂胆固醇多糖等分子的合成。

2、分解代谢（Catabolism）：包括所有生物分子降解的过程，包括糖酵解、脂肪酸β氧化、氧化磷酸化等供能反应，以及其他生物学过程中的反应，如衰老损失器官的清楚（自噬），错误折叠蛋白的降解（UPR）等。

图2 进食后营养充足时代谢调控，糖酵解供能，合成甘油三酯（Lehninger Principles of Biochemistry，5th）

图3 饥饿状态下的代谢调控，刺激脂动员和糖异生生成葡萄糖（Lehninger Principles of Biochemistry，5th）

应用实例

1、通过基因治疗预防小鼠肝细胞腺瘤和修复糖原贮积症La型代谢紊乱。

图4 AAV递送后葡萄糖-6-磷酸酶α的表达与酶活（Hepatology. November, 2012）

图5 AAV递送葡萄糖-6-磷酸酶α后的体征分析（Hepatology. November, 2012）

2、肝脏HDAC3通过抑制脂质合成促进糖异生。

图6 成年小鼠肝脏特异性删除HDAC3诱发了脂肪肝（Nature Medicine. June, 2012）

图7 HDAC3删除后糖代谢减弱但是胰岛素反应更敏感（Nature Medicine. June, 2012）

5、其他相关应用

光遗传 化学遗传 神经环路示踪 钙离子成像 CRISPR/Cas9

Cre-LoxP RNA干扰 基因过表达 microRNA表达 microRNA抑制