能量代谢是指生物体通过从外界摄取葡萄糖、氨基酸、脂肪酸这些营养物质，并通过糖酵解、三羧酸循环、线粒体有氧呼吸等代谢途径将这些物质转化成能量物质(ATP)的过程。能量代谢状态可作为评价细胞健康的关键指标，提供细胞增殖、分化和死亡等过程的深入见解，推动疾病机理及药物开发。 Elabscience®紧跟热点，自主研发了 细胞外酸化率、 细胞氧消耗率 、 线粒体复合物等系列指标的检测试剂盒，助力能量代谢研究。

图1. 能量代谢示意图

能量代谢与疾病

癌症、动脉粥样硬化、神经退行性疾病等与能量代谢之间存在着密切的关系，机体发生病变往往伴随着能量代谢的改变。

图2. 疾病与能量代谢相关的指标

癌症：在肿瘤细胞以及增殖的细胞中，通过糖酵解提供ATP，同时中间代谢产物丙酮酸被利用转化合成为生物大分子的前体，如乙酰CoA和核糖，以促进营养物质的摄取和吸收，而并非通过TCA循环和氧化磷酸化产生ATP [1]。

神经退行性疾病：神经元活动需要消耗大量的ATP进行神经传导，这些ATP大部分由线粒体中的氧化磷酸化产生，少量由糖酵解产生。阿尔兹海默症（Alzheimer’s disease，AD）、帕金森综合征（Parkinsonism，PD）、亨廷顿病（Huntington's disease，HD）等神经疾病患者的能量代谢过程有可能受阻。而通过恢复氧化磷酸化和糖酵解，改善线粒体功能障碍可有望对抗神经退行性疾病[2]。

动脉粥样硬化与乳酸生成：Olli Leppänen研究发现在病变的血管中，由于内膜的增厚导致向斑块深部扩散的氧气和葡萄糖减少，并且斑块内积聚的泡沫细胞耗氧量增加，两种因素导致斑块核心区域常处于低氧环境。巨噬细胞处于低氧环境中，通过糖酵解维持ATP水平，导致乳酸生成增加[3]。

指标介绍

Elabscience^®作为国内首家提供全面细胞能量代谢检测的领导品牌，自主研发了包含外酸化率、氧消耗率、线粒体呼吸链复合物等特色指标，涵盖整条能量代谢途径的检测产品，并积累了大量实验经验和数据，提供可靠的解决方案，助力能量代谢相关研究。

1. 细胞外酸化率（ECAR）检测试剂盒

细胞外酸化率(Extracellular Acidification Rate，ECAR)是一个评估细胞代谢过程中无氧发酵产生的酸性物质的重要指标，它的变化能反映糖酵解的程度。细胞外酸化率（ECAR）检测试剂盒（E-BC-F069）用于监测细胞外环境pH值的变化。当细胞外环境发生酸化时，试剂盒中的探针荧光值会相应降低，从而实现对细胞外酸化程度的检测。 本试剂盒拥有易操作、不受仪器限制和可实时分析细胞动态变化的特点。

图3. 细胞外酸化率(ECAR)荧光法测试盒（E-BC-F069）细胞样本验证结果

2. 氧消耗率（OCR）检测试剂盒
检测细胞的氧消耗率（Oxygen Consumption Rate，OCR）是评价线粒体功能的关键指标。氧消耗率（OCR）检测试剂盒（E-BC-F068）提供一种不进入细胞、对细胞安全无毒的荧光探针，其荧光随氧气量减少而增加，因此可通过检测荧光值的变化来判断细胞的氧消耗率。本试剂盒拥有易操作、不受仪器限制和可实时分析细胞动态变化的特点。

图4. 氧消耗率(OCR)荧光法测试盒（E-BC-F068）细胞样本验证结果

3. 细胞线粒体呼吸链复合物系列试剂盒
线粒体复合物活性的评估旨在推断酶复合物之间电子传递的效率，可作为判断线粒体功能障碍的重要依据。Elabscience®细胞线粒体复合物酶活检测试剂盒是国内首款针对细胞样本线粒体复合物酶活检测的产品，具有高灵敏度、高特异性的特点。

图5. 线粒体复合物检测酶活同行对比

4. ATP/ADP比值化学发光法试剂盒
    ATP与ADP的比值变化与细胞凋亡、细胞自噬、能量代谢等诸多途径息息相关，因此经常作为细胞活性的检测指标。ATP/ADP比值化学发光法试剂盒（E-BC-F004）利用化学发光法，使ATP与荧光素在荧光素酶的催化下，反应发出荧光，再用酶将ADP转化为ATP，采用相同的原理检测ATP，即可算出细胞内的ATP/ADP的比值。Elabscience®ATP/ADP比值化学发光法试剂盒灵敏度高，实验操作更简单，更方便。

图6. ATP/ADP比值化学发光法试剂盒（E-BC-F004）细胞凋亡模型验证

能量热门产品

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参考文献

1. Matthew G.Vander Heiden, Lewis C.Cantley, Craig B.Thompson. Understanding the Warburg Effect:The Metabolic Requirements of Cell Proliferation [J]. Science, 324, 1029(2009): 1029-1033.

2. Cunnane SC, Trushina E, Morland C, et al. Brain energy rescue: an emerging therapeutic concept for neurodegenerative disorders of ageing [J]. Nature Reviews Drug Discovery, 2020;19(9):609-633.

3. Olli Leppanen, Tom Bjornheden, Margareta Evaldsson, et al. ATP depletion in macrophages in the core of advanced rabbit atherosclerotic plaques in vivo[J]. Atherosclerosis, 2006,188(2):323-330.