癌细胞为什么要自己合成脂肪酸？从脂肪酸从头合成通路到实验判断
癌细胞为什么要自己合成脂肪酸？从脂肪酸从头合成通路到实验判断
1. 如何判断癌细胞是否依赖自身合成脂肪酸？
脂肪酸从头合成，是指细胞利用葡萄糖、谷氨酰胺、乙酸等小分子碳源，在细胞内重新合成脂肪酸，而不是直接依赖外源脂肪酸供应。研究癌细胞是否依赖自身合成脂肪酸，不能只看脂肪酸合酶（FASN）等相关蛋白是否升高，还需要判断碳源是否真正进入脂肪酸、通路受阻后细胞是否受到影响，以及外源脂肪酸能否补偿这种影响
研究癌细胞是否依赖自身合成脂肪酸，需要重点回答以下问题：
需要回答的问题 | 对应的实验意义 |
1. 癌细胞是否真的在合成新的脂肪酸？ | 判断通路是否有真实代谢通量 |
2. 合成脂肪酸的碳源来自葡萄糖还是谷氨酰胺？ | 判断碳源依赖和环境适应方式 |
3. 抑制脂肪酸合成是否影响癌细胞增殖或存活？ | 判断通路是否构成功能依赖 |
4. 外源脂肪酸能否救援抑制后的表型？ | 判断表型是否确实来自脂肪酸不足 |
5. 缺氧、脂质剥夺或三维培养是否改变或增强这种依赖？ | 判断实验结果是否符合肿瘤真实场景 |
在真实实验场景中，研究者常遇到以下情况：
实验现象 | 不能直接下的结论 | 需要继续回答的问题 |
肿瘤样本中脂肪酸合酶（FASN）高表达 | 癌细胞一定依赖脂肪酸合成 | 脂肪酸合成通量是否真的升高？ |
抑制脂肪酸合酶后细胞增殖下降 | 靶点一定特异有效 | 外源脂肪酸能否救援表型？ |
缺氧条件下脂质代谢基因改变 | 通路一定被激活 | 是否出现谷氨酰胺还原羧化、乙酸利用或其他碳源补偿？ |
常规培养条件下药物效果弱 | 通路不重要 | 血清中的外源脂质是否掩盖了依赖？ |
本文主要讨论：癌细胞如何通过腺苷三磷酸柠檬酸裂解酶（ACLY）—乙酰辅酶A羧化酶（ACC）—脂肪酸合酶（FASN）通路把碳源转化为脂肪酸，以及如何在实验中判断这种合成是否构成真实代谢依赖。
2. 癌细胞为什么需要脂肪酸？
癌细胞需要脂肪酸，主要因为快速增殖需要持续制造和重塑细胞结构。
脂肪酸用途 | 对癌细胞的意义 | 实验中可观察的现象 |
1. 细胞膜合成 | 细胞分裂需要新细胞膜和细胞器膜 | 脂质合成增强，膜脂增加 |
2. 蛋白脂质修饰 | 部分信号蛋白需要脂质修饰后定位到膜结构 | 生长信号持续活跃 |
3. 膜性质调节 | 脂肪酸链长和饱和度影响膜流动性 | 饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸比例改变 |
4. 脂滴储存 | 多余脂肪酸可储存在脂滴中，作为压力缓冲 | 脂滴数量或体积增加 |
5. 能量补充 | 部分脂肪酸可进入氧化分解 | 营养压力下脂肪酸氧化增强 |
脂肪酸从头合成的直接产物之一是棕榈酸。棕榈酸可以继续延长、去饱和，也可以进入磷脂、甘油三酯等复杂脂质中。
3. 癌细胞脂肪酸有两种来源
癌细胞获得脂肪酸主要有两条路径：外源摄取和自身合成。两条路径可以同时存在，也可以根据环境发生切换。
脂肪酸来源 | 主要含义 | 对实验结果的影响 |
1. 外源摄取 | 从血清、脂蛋白、培养基或肿瘤微环境中获得脂肪酸 | 可能掩盖脂肪酸从头合成依赖 |
2. 从头合成 | 利用葡萄糖、谷氨酰胺等碳源在细胞内合成脂肪酸 | 需要用同位素示踪确认通量 |
外源脂肪酸也能进入细胞脂质库。稳定同位素实验中，细胞自己合成的脂肪酸会带有标记，而外源摄取的脂肪酸通常不带有该标记，因此可以用来区分“自己合成”和“从外部摄取”。
3.1 外源脂肪酸充足时
常规细胞培养常使用含血清培养基。血清中含有脂质、脂蛋白和结合脂肪酸。此时可能出现：
情况 | 结果 |
细胞可以从外部获得脂肪酸 | 脂肪酸从头合成压力下降 |
抑制脂肪酸合酶（FASN） | 增殖表型可能不明显 |
补充棕榈酸或油酸 | 可能缓解合成通路受阻后的细胞压力 |
3.2 外源脂肪酸不足时
使用脂质剥夺血清、低营养培养、三维球体、类器官、缺氧模型时，癌细胞更可能暴露出对脂肪酸从头合成的依赖。
此时需要重点观察：
1) 脂肪酸合酶（FASN）表达是否升高；
2) 葡萄糖或谷氨酰胺碳源是否进入脂肪酸；
3) 抑制腺苷三磷酸柠檬酸裂解酶（ACLY）、乙酰辅酶A羧化酶（ACC）或脂肪酸合酶（FASN）是否影响增殖；
4) 外源脂肪酸补充是否能救援细胞生长。
4. 腺苷三磷酸柠檬酸裂解酶—乙酰辅酶A羧化酶—脂肪酸合酶通路如何运转？
脂肪酸从头合成的核心轴是：腺苷三磷酸柠檬酸裂解酶（ACLY） → 乙酰辅酶A羧化酶1（ACC1） → 脂肪酸合酶（FASN）
本文讨论的脂肪酸从头合成主轴以 ACC1 为主。ACC2 也能生成丙二酰辅酶A，但其作用更多与脂肪酸氧化调节相关。
4.1 三个关键酶的分工
关键酶 | 主要功能 | 在实验中回答的问题 |
1. 腺苷三磷酸柠檬酸裂解酶（ACLY） | 将胞质柠檬酸转化为乙酰辅酶A | 糖代谢或谷氨酰胺代谢是否连接到脂肪酸合成 |
2. 乙酰辅酶A羧化酶1（ACC1） | 将乙酰辅酶A转化为丙二酰辅酶A | 脂肪酸链延长原料是否生成 |
3. 脂肪酸合酶（FASN） | 利用乙酰辅酶A和丙二酰辅酶A合成棕榈酸 | 脂肪酸合成装配过程是否执行 |
脂肪酸从头合成过程中，乙酰辅酶A羧化酶1（ACC1）负责生成丙二酰辅酶A，脂肪酸合酶（FASN）进一步利用乙酰辅酶A和丙二酰辅酶A生成长链脂肪酸；这一过程还需要还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（NADPH）提供还原力。
4.2 葡萄糖驱动的脂肪酸合成路径
葡萄糖 → 丙酮酸 → 线粒体乙酰辅酶A → 柠檬酸 → 胞质乙酰辅酶A → 丙二酰辅酶A → 棕榈酸
对应关键节点：
节点 | 关键反应 |
1. 葡萄糖到丙酮酸 | 糖酵解提供碳源 |
2. 丙酮酸到乙酰辅酶A | 线粒体内生成乙酰辅酶A |
3. 乙酰辅酶A到柠檬酸 | 三羧酸循环形成柠檬酸 |
4. 柠檬酸到胞质乙酰辅酶A | 腺苷三磷酸柠檬酸裂解酶（ACLY）催化 |
5. 乙酰辅酶A到丙二酰辅酶A | 乙酰辅酶A羧化酶1（ACC1）催化 |
6. 丙二酰辅酶A到棕榈酸 | 脂肪酸合酶（FASN）催化 |
4.3 谷氨酰胺支持脂肪酸合成的路径
谷氨酰胺 → 谷氨酸 → α-酮戊二酸 → 异柠檬酸/柠檬酸（还原羧化）→ 胞质乙酰辅酶A → 脂肪酸
在缺氧、线粒体氧化受限或缺氧诱导因子相关信号增强时，谷氨酰胺可通过还原羧化生成柠檬酸，继续支持脂质合成。
5. 癌细胞什么时候更依赖自己合成脂肪酸？
癌细胞是否依赖自己合成脂肪酸，取决于外源脂质供应、氧气条件、线粒体功能和增殖压力。
场景 | 代谢特点 | 实验中应重点检测 |
1. 快速增殖 | 膜脂需求增加 | 棕榈酸、磷脂、脂肪酸合酶（FASN） |
2. 外源脂质不足 | 细胞更依赖内源合成 | 脂质剥夺血清下的增殖变化 |
3. 缺氧 | 葡萄糖氧化受限，谷氨酰胺贡献可能升高 | 标记谷氨酰胺进入脂肪酸的比例 |
4. 线粒体功能受损 | 氧化代谢生成柠檬酸能力下降 | 还原羧化、柠檬酸来源 |
5. 三维生长环境 | 出现氧气和营养梯度 | 三维球体或类器官中的通路依赖 |
在常氧下，葡萄糖来源的碳可进入三羧酸循环生成柠檬酸，再由腺苷三磷酸柠檬酸裂解酶（ACLY）生成胞质乙酰辅酶A；在缺氧、线粒体呼吸受限或三羧酸循环受损时，部分癌细胞可增加谷氨酰胺经还原羧化进入异柠檬酸/柠檬酸和乙酰辅酶A池的比例，从而继续支持脂质合成；这一变化需要通过十三碳谷氨酰胺示踪确认。
6. 为什么“高表达”不能证明“代谢依赖”？
脂肪酸合酶（FASN）、腺苷三磷酸柠檬酸裂解酶（ACLY）或乙酰辅酶A羧化酶（ACC）升高，只能说明细胞可能具有脂质合成倾向，不能直接证明细胞依赖这条通路。
观察结果 | 不能说明什么 | 需要增加的证据 |
1. 脂肪酸合酶（FASN）高表达 | 不能证明脂肪酸合成通量升高 | 稳定同位素示踪 |
2. 腺苷三磷酸柠檬酸裂解酶（ACLY）升高 | 不能证明胞质乙酰辅酶A主要来自柠檬酸 | 碳源示踪和代谢物检测 |
3. 乙酰辅酶A羧化酶（ACC）变化 | 不能证明脂肪酸合成增强 | 区分ACC1、ACC2及磷酸化状态 |
4. 抑制剂降低细胞活力 | 不能证明作用完全来自目标通路 | 基因敲低、救援实验、靶点验证 |
5. 脂质组发生改变 | 不能证明改变来自从头合成 | 结合标记葡萄糖或标记谷氨酰胺 |
空间单细胞同位素示踪研究显示，癌细胞脂肪酸从头合成和乙酰辅酶A来源存在明显异质性，这说明单一表达指标或群体平均结果可能掩盖真实代谢差异。
7. 实验验证：用四层证据判断癌细胞是否依赖自身合成脂肪酸
判断癌细胞是否依赖脂肪酸从头合成，建议按四层证据推进。
证据层级 | 回答的问题 | 推荐实验 |
1. 表达证据 | 通路分子是否升高？ | 实时荧光定量聚合酶链式反应、蛋白免疫印迹、免疫组化 |
2. 通量证据 | 碳源是否进入脂肪酸？ | 稳定同位素示踪、质谱检测、脂质组学 |
3. 功能证据 | 抑制通路是否影响细胞命运？ | 基因敲低、基因敲除、小分子抑制 |
4. 救援证据 | 表型是否由脂肪酸不足导致？ | 补充棕榈酸、油酸或脂质混合物 |
7.1 表达证据
检测对象 | 推荐指标 | 结果解读 |
1. 核酸水平 | ACLY、ACACA、ACACB、FASN、SCD1 | 判断通路基因是否上调 |
2. 蛋白水平 | 腺苷三磷酸柠檬酸裂解酶、乙酰辅酶A羧化酶1、脂肪酸合酶 | 判断核心酶是否增加 |
3. 活性状态 | 磷酸化腺苷三磷酸柠檬酸裂解酶、磷酸化乙酰辅酶A羧化酶；磷酸化结果需要结合具体位点解释，尤其是 AMPK 相关 ACC 磷酸化通常提示 ACC 活性受抑 | 判断通路调控状态 |
4. 组织定位 | 免疫组化、免疫荧光 | 判断肿瘤细胞区域差异 |
乙酰辅酶A羧化酶的磷酸化状态需要谨慎解释。腺苷酸活化蛋白激酶介导的乙酰辅酶A羧化酶1磷酸化通常与其活性抑制有关，因此不能简单把“磷酸化升高”等同于“脂肪酸合成增强”。
7.2 通量证据
示踪底物 | 回答的问题 | 适用场景 |
1. 全标记13碳葡萄糖 | 葡萄糖碳是否进入棕榈酸或复杂脂质 | 常氧、糖代谢活跃模型 |
2. 全标记13碳谷氨酰胺 | 谷氨酰胺是否支持脂肪酸合成 | 缺氧、线粒体受损模型 |
3. 标记乙酸 | 乙酸是否经乙酰辅酶A合成酶短链家族成员2（ACSS2）等途径补充乙酰辅酶A池 | 腺苷三磷酸柠檬酸裂解酶受抑模型 |
4. 标记脂肪酸 | 外源脂肪酸是否被摄取并进入复杂脂质 | 外源补偿研究 |
关键读出包括：
1. 标记碳是否进入棕榈酸。
2. 标记碳是否进入磷脂和甘油三酯。
3. 常氧和缺氧条件下碳源贡献是否改变。
4. 抑制腺苷三磷酸柠檬酸裂解酶（ACLY）后，脂肪酸标记是否下降。
5. 补充外源脂肪酸后，细胞是否减少自身合成。
7.3 功能证据
实验方式 | 目的 | 判断重点 |
1. 敲低脂肪酸合酶（FASN） | 判断脂肪酸装配是否必要 | 增殖、克隆形成、凋亡 |
2. 敲低腺苷三磷酸柠檬酸裂解酶（ACLY） | 判断胞质乙酰辅酶A来源是否关键 | 脂质合成通量、细胞存活 |
3. 抑制乙酰辅酶A羧化酶1（ACC1） | 判断丙二酰辅酶A生成是否关键 | 脂肪酸合成、细胞周期 |
4. 小分子抑制剂处理 | 模拟药物干预 | 剂量依赖、时间依赖、靶点特异性 |
5. 三维球体或类器官验证 | 接近肿瘤组织环境 | 二维培养结果是否成立 |
腺苷三磷酸柠檬酸裂解酶抑制可降低部分糖酵解活跃肿瘤细胞的增殖和生存；脂肪酸合成增强也被认为是癌细胞生存和增殖的重要代谢特征。
7.4 救援证据
救援方式 | 回答的问题 | 注意事项 |
1. 补充棕榈酸 | 抑制脂肪酸合成后的表型是否与棕榈酸不足有关 | 高浓度棕榈酸可能产生脂毒性 |
2. 补充油酸 | 不饱和脂肪酸能否缓解细胞压力 | 可能促进脂滴形成 |
3. 补充脂质混合物 | 外源脂质能否整体补偿 | 难以判断具体脂肪酸作用 |
4. 设置白蛋白对照 | 排除载体影响 | 脂肪酸常需与白蛋白结合加入 |
脂肪酸救援实验不能单独证明癌细胞依赖脂肪酸从头合成，但可以判断抑制通路后的细胞表型是否与脂肪酸供应不足有关。较完整的证据链是：
通路表达或活性出现增强线索 → 标记碳进入棕榈酸或复杂脂质 → 抑制关键通路节点后细胞增殖、克隆形成或存活受到影响 → 外源脂肪酸能够部分救援表型。
8. 实验设计中需要重点关注的变量
癌细胞脂肪酸从头合成实验对培养条件较敏感。血清脂质含量、氧气浓度、葡萄糖和谷氨酰胺供应、细胞密度及培养模型等因素，都会影响脂肪酸合成通量和抑制剂处理后的表型。因此，在设计实验和解释结果时，需要明确记录这些条件，并根据研究问题设置合适对照。
变量 | 为什么重要 | 推荐处理 |
1. 血清脂质含量 | 外源脂质可掩盖内源合成依赖 | 比较常规血清和脂质剥夺血清 |
2. 氧气浓度 | 缺氧会改变葡萄糖和谷氨酰胺贡献 | 设置常氧和缺氧条件 |
3. 葡萄糖浓度 | 影响糖酵解和柠檬酸来源 | 明确培养基葡萄糖浓度 |
4. 谷氨酰胺浓度 | 影响还原羧化和补碳反应 | 设置谷氨酰胺充足和限制条件 |
5. 细胞密度 | 高密度会改变营养消耗和脂质需求 | 保持起始接种量一致 |
6. 培养模型 | 二维和三维模型代谢状态不同 | 关键结果在三维模型中复核 |
7. 抑制剂特异性 | 单一药物可能有脱靶效应 | 联合基因敲低或敲除验证 |
8. 脂肪酸补充方式 | 游离脂肪酸可能产生非特异毒性 | 使用白蛋白结合脂肪酸并设置载体对照 |
9. 常见结果如何判读？
实验结果 | 合理的解释 | 下一步实验 |
1. 脂肪酸合酶（FASN）高表达，标记葡萄糖大量进入脂肪酸，抑制后增殖下降 | 癌细胞可能依赖葡萄糖驱动的脂肪酸从头合成 | 做脂肪酸救援和三维模型验证 |
2. 脂肪酸合酶（FASN）高表达，但标记葡萄糖进入脂肪酸很少 | 表达与通量不一致，可能依赖外源脂肪酸 | 检测脂肪酸摄取和血清脂质影响 |
3. 常氧下抑制效果弱，缺氧下抑制效果强 | 缺氧增强脂肪酸合成依赖或改变碳源 | 加入标记谷氨酰胺示踪 |
4. 脂质剥夺血清中抑制效果增强，补充脂肪酸后恢复 | 外源脂质供应决定通路依赖强弱 | 比较棕榈酸、油酸和脂质混合物 |
5. 抑制腺苷三磷酸柠檬酸裂解酶（ACLY）后脂质合成下降，但细胞仍存活 | 细胞存在替代乙酰辅酶A来源或外源脂质补偿 | 检测乙酸利用、脂肪酸摄取和脂滴动员 |
6. 抑制脂肪酸合酶（FASN）导致细胞死亡，但脂肪酸不能救援 | 可能存在药物脱靶、脂毒性或非脂质合成机制 | 更换抑制方式并做靶点验证 |
10. 从通路线索到依赖验证的实验流程
癌细胞脂肪酸从头合成研究可靠的实验流程，应从通路线索出发，逐步判断碳源是否进入脂肪酸、关键酶是否影响细胞表型，以及外源脂肪酸能否补偿通路受阻后的变化。
步骤 | 实验内容 | 目的 |
1. 明确基础培养条件 | 记录血清类型、葡萄糖浓度、谷氨酰胺浓度、氧气条件和细胞密度 | 避免培养条件差异影响脂肪酸合成通量和细胞表型判断 |
2. 筛查通路表达 | 检测腺苷三磷酸柠檬酸裂解酶、乙酰辅酶A羧化酶1、脂肪酸合酶 | 判断脂肪酸从头合成通路是否存在表达变化线索 |
3. 检测脂质组成变化 | 分析棕榈酸、油酸、磷脂、甘油三酯等脂质变化 | 判断细胞脂质组成是否发生与脂肪酸合成相关的改变 |
4. 做葡萄糖碳源示踪 | 使用全标记十三碳葡萄糖 | 判断葡萄糖碳是否进入柠檬酸并最终进入棕榈酸和复杂脂质，间接判断脂质合成乙酰辅酶A来源 |
5. 做谷氨酰胺碳源示踪 | 使用全标记十三碳谷氨酰胺 | 判断缺氧、营养压力或线粒体功能受限时是否发生碳源切换 |
6. 抑制关键通路节点 | 靶向腺苷三磷酸柠檬酸裂解酶、乙酰辅酶A羧化酶1或脂肪酸合酶 | 判断脂肪酸从头合成受阻后是否影响细胞增殖、克隆形成或存活 |
7. 做外源脂肪酸救援 | 补充棕榈酸、油酸或脂肪酸混合物，并设置无脂肪酸牛血清白蛋白对照 | 判断细胞表型变化是否与脂肪酸供应不足有关 |
8. 比较关键环境条件 | 比较常规血清、脂质剥夺血清、缺氧条件、二维培养和三维模型 | 判断脂肪酸合成依赖是否受外源脂质、氧气和培养模型影响 |
9. 复核关键结论 | 结合遗传学敲低或敲除、不同抑制剂、质谱通量检测和脂肪酸救援实验 | 降低单一检测方式或单一药物结果带来的解释偏差 |
11. 癌细胞脂肪酸从头合成研究产品选表导航
科研或实验目标 | 建议先看哪张表 | 为什么先看这张表 | 建议联动看哪张表 | 导航说明 |
判断癌细胞是否存在脂肪酸从头合成通量 | 表1 | 表1包含葡萄糖、谷氨酰胺、十三碳标记葡萄糖、十三碳标记谷氨酰胺、十三碳标记乙酸钠，可用于追踪碳源是否进入柠檬酸、乙酰辅酶A相关代谢池、棕榈酸和复杂脂质 | 表3、表4 | 先用标记碳源确认脂肪酸从头合成通量，再用关键酶抑制剂判断通量下降是否影响细胞增殖、存活或脂质组成 |
比较葡萄糖和谷氨酰胺对脂肪酸合成的贡献 | 表1 | 表1集中列出基础碳源和十三碳示踪底物，可支持常氧、缺氧、线粒体压力条件下的碳源来源分析 | 表3 | 先判断脂肪酸中的碳主要来自哪类营养物，再用腺苷三磷酸柠檬酸裂解酶或乙酰辅酶A羧化酶抑制剂验证碳源进入脂肪酸合成通路的关键节点 |
研究缺氧、低营养或线粒体压力下的碳源切换 | 表1 | 表1中的十三碳标记葡萄糖、十三碳标记谷氨酰胺和十三碳标记乙酸钠可用于比较不同环境下的碳流变化 | 表3、表2 | 缺氧或线粒体压力下，谷氨酰胺可通过还原羧化参与柠檬酸和脂质合成前体供应，乙酸也可能经乙酰辅酶A合成酶短链家族成员2等途径补充乙酰辅酶A池；必要时可联动外源脂肪酸补充判断细胞是否存在脂质补偿 |
验证腺苷三磷酸柠檬酸裂解酶是否控制脂肪酸合成入口 | 表3 | 表3包含腺苷三磷酸柠檬酸裂解酶抑制剂，可用于阻断柠檬酸向胞质乙酰辅酶A的转化 | 表1、表2 | 先用抑制剂观察脂质合成和细胞表型，再用十三碳示踪确认碳流是否下降，并通过外源脂肪酸补充判断表型是否与脂肪酸供应不足相关 |
验证乙酰辅酶A羧化酶相关节点是否影响丙二酰辅酶A生成和脂肪酸合成 | 表3 | 表3包含多种乙酰辅酶A羧化酶抑制剂，可用于干预丙二酰辅酶A生成，判断脂肪酸合成底物供应是否受限 | 表1、表4 | 先从乙酰辅酶A羧化酶节点判断通路是否受控，再结合脂肪酸合酶抑制剂比较不同节点阻断后的脂质组成和细胞表型；使用乙酰辅酶A羧化酶1/2抑制剂时，需要注意脂肪酸合成和脂肪酸氧化调节可能同时受到影响 |
验证脂肪酸合酶是否构成癌细胞功能依赖 | 表4 | 表4集中列出脂肪酸合酶抑制剂，可用于观察棕榈酸合成受阻后细胞增殖、克隆形成、死亡和脂质组成变化 | 表2、表1 | 抑制脂肪酸合酶后，应联动脂肪酸救援和十三碳示踪，判断细胞表型是否来自脂肪酸从头合成受阻 |
做脂肪酸从头合成受抑后的救援实验 | 表2 | 表2包含棕榈酸、油酸、棕榈酸钠、油酸钠和无脂肪酸牛血清白蛋白，可用于建立外源脂肪酸补充和载体对照 | 表4、表3 | 先补充外源脂肪酸观察表型能否恢复，再回到关键酶抑制实验判断表型是否与脂肪酸供应不足相关；棕榈酸和油酸救援结果需要结合浓度、白蛋白复合方式和脂毒性风险共同解释 |
区分外源脂肪酸摄取与细胞自身合成 | 表2 | 表2包含十三碳标记棕榈酸和十三碳标记油酸，可追踪外源脂肪酸进入复杂脂质的过程 | 表1 | 同时比较十三碳标记脂肪酸、十三碳标记葡萄糖和十三碳标记谷氨酰胺，可区分外源摄取和从头合成的相对贡献 |
评估血清脂质是否影响实验结论 | 表2 | 表2中的无脂肪酸牛血清白蛋白和脂肪酸补充试剂可用于设置脂质补充、脂质剥夺和载体对照条件 | 表3、表4 | 常规血清可能掩盖脂肪酸从头合成依赖；通过外源脂肪酸补充和抑制剂处理组合，可判断细胞是否依赖内源脂肪酸合成 |
建立完整的脂肪酸从头合成验证流程 | 表1 | 表1可先回答碳源是否进入脂肪酸合成路径，是后续判断通路依赖的基础 | 表3、表4、表2 | 可按“碳源示踪—腺苷三磷酸柠檬酸裂解酶或乙酰辅酶A羧化酶节点干预—脂肪酸合酶阻断—外源脂肪酸救援”的顺序展开，形成从通量到功能依赖的证据链 |
解释抑制剂处理后细胞表型是否具有脂质代谢相关性 | 表2 | 表2提供脂肪酸救援和外源脂肪酸示踪工具，可用于判断细胞活力下降是否与脂肪酸供应不足有关 | 表3、表4 | 只看到细胞增殖下降不能直接证明脂肪酸从头合成依赖；需要通过救援实验、通量检测和不同抑制方式排除非特异性影响 |
做脂肪酸合成通路的体外酶学或代谢检测准备 | 表1 | 表1包含柠檬酸、乙酰辅酶A钠盐、丙二酰辅酶A锂盐和还原辅酶Ⅱ，可支持关键节点代谢物检测和反应体系构建 | 表3、表4 | 适合围绕腺苷三磷酸柠檬酸裂解酶、乙酰辅酶A羧化酶和脂肪酸合酶建立底物、产物和抑制效果检测体系 |
表1｜碳源、同位素示踪底物与通路代谢物
分类 | Cas编号 | 阿拉丁货号 | 名称 | 规格或纯度 | 产品特色与应用 |
基础葡萄糖碳源 | 50-99-7 | D-(+)-葡萄糖 | Moligand™, 无动物源, 低内毒素, 用于细胞培养, ≥99% | 用于建立细胞培养基础碳源条件，可作为未标记对照，配合十三碳葡萄糖示踪判断葡萄糖碳是否进入脂肪酸合成路径 | |
基础谷氨酰胺碳源 | 56-85-9 | L-谷氨酰胺 | Moligand™, 无动物源, 低内毒素, 用于细胞培养, ≥99% | 用于维持细胞氮源和补碳代谢，可作为未标记对照，支持比较常氧、缺氧或线粒体压力下谷氨酰胺对脂质合成的贡献 | |
腺苷三磷酸柠檬酸裂解酶上游代谢物 | 77-92-9 | 柠檬酸 | 无水级,PharmPure™,USP,JP,BP,欧洲药典（Ph.Eur）,粉末 | 用于理解柠檬酸向胞质乙酰辅酶A转化的代谢节点，可用于相关代谢物检测、标准品准备和通路教学展示 | |
葡萄糖碳源示踪 | 110187-42-3 | D-葡萄糖-¹³C₆ | ≥99 atom% 13C,≥98% | 用于追踪葡萄糖碳进入柠檬酸、乙酰辅酶A、棕榈酸和复杂脂质的过程，判断癌细胞是否存在葡萄糖驱动的脂肪酸从头合成通量 | |
谷氨酰胺碳源示踪 | 184161-19-1 | L-谷氨酰胺-¹³C₅ | Moligand™, ≥98 atom% 13C,≥95% | 用于观察谷氨酰胺碳是否进入柠檬酸和脂肪酸，适用于缺氧、线粒体功能受限或碳源切换相关实验 | |
乙酰辅酶A来源示踪 | 56374-56-2 | 乙酸钠-¹³C₂ | ≥99 atom% 13C | 用于评估乙酸是否经乙酰辅酶A合成酶短链家族成员2（ACSS2）等途径补充乙酰辅酶A池，适合研究腺苷三磷酸柠檬酸裂解酶受抑、缺氧或脂质剥夺条件下的代谢补偿 | |
脂肪酸合成还原力辅因子 | 2646-71-1 | 还原辅酶Ⅱ四钠盐 水合物（β-NADPH四钠盐水合物） | ≥99% | 为脂肪酸合酶催化过程提供还原力，可用于体外酶活检测和脂肪酸合成反应体系构建 | |
乙酰辅酶A相关标准品 | 102029-73-2 | 乙酰辅酶A钠盐 | ≥90% | 对应胞质乙酰辅酶A节点，可用于酶学实验、代谢检测方法建立和腺苷三磷酸柠檬酸裂解酶产物相关研究 | |
丙二酰辅酶A相关标准品 | 108347-84-8 | 丙二酰辅酶A锂盐 | ≥90%(HPLC) | 对应乙酰辅酶A羧化酶产物节点，可用于检测丙二酰辅酶A生成、脂肪酸合成底物供应和相关酶学实验 |
表2｜外源脂肪酸补充、救援实验与摄取示踪
分类 | Cas编号 | 阿拉丁货号 | 名称 | 规格或纯度 | 产品特色与应用 |
不饱和脂肪酸救援试剂 | 112-80-1 | 油酸 | 注射级,≥98% | 用于脂肪酸合成受抑后的外源不饱和脂肪酸补充，可观察细胞增殖、脂滴形成和脂质压力缓解情况 | |
不饱和脂肪酸盐型补充试剂 | 143-19-1 | 油酸钠 | 注射级 | 可用于外源油酸补充和脂肪酸救援实验，适合比较不饱和脂肪酸对脂质合成受阻细胞的补偿作用 | |
饱和脂肪酸救援试剂 | 57-10-3 | 软脂酸 | 硬脂酸≤0.5% | 脂肪酸合酶主要产物相关脂肪酸，可用于验证通路抑制后表型是否与棕榈酸供应不足有关 | |
饱和脂肪酸盐型补充试剂 | 408-35-5 | 棕榈酸钠 | ≥97%(GC)(T) | 用于外源饱和脂肪酸补充，可配合白蛋白载体建立棕榈酸救援条件，观察脂肪酸合成受阻后的细胞反应 | |
脂肪酸载体与载体对照 | 9048-46-8 | 牛血清白蛋白(BSA) | 无菌过滤, 用于细胞培养, 低内毒素, 10% in DPBS, fatty acid free | 用于制备脂肪酸白蛋白复合物并设置载体对照，降低游离脂肪酸造成的非特异刺激，适合细胞脂肪酸补充和救援实验 | |
外源棕榈酸摄取示踪 | 56599-85-0 | 棕榈酸-¹³C₁₆ | ≥98 atom% 13C,≥98% | 用于追踪外源棕榈酸摄取及其进入磷脂、甘油三酯等复杂脂质的过程，区分外源摄取与内源合成贡献 | |
外源油酸摄取示踪 | 287100-82-7 | 油酸-¹³C₁₈ | ≥98 atom% 13C,≥95% | 用于追踪外源油酸摄取、脂滴储存和复杂脂质重塑，适合脂肪酸救援和外源脂质补偿实验 |
表3｜腺苷三磷酸柠檬酸裂解酶与乙酰辅酶A羧化酶通路抑制剂
分类 | Cas编号 | 阿拉丁货号 | 名称 | 规格或纯度 | 产品特色与应用 |
乙酰辅酶A羧化酶抑制工具化合物 | 54857-86-2 | 5-(十四烷氧基)-2-呋喃羧酸（TOFA） | Moligand™, ≥99% | 用于抑制乙酰辅酶A羧化酶活性，降低丙二酰辅酶A生成，观察脂肪酸链延长原料不足对癌细胞脂质合成和增殖表型的影响 | |
乙酰辅酶A羧化酶1/2非选择性抑制剂 | 591778-68-6 | CP 640186 | Moligand™, ≥98% | 用于验证乙酰辅酶A羧化酶活性对丙二酰辅酶A生成、脂肪酸合成通量和细胞生长的影响 | |
乙酰辅酶A羧化酶1/2抑制剂 | 1301214-47-0 | PF 05175157,乙酰辅酶A羧化酶（ACC）1和2抑制剂 | ≥98%(HPLC) | 用于同时干预乙酰辅酶A羧化酶1和2，比较丙二酰辅酶A下降后脂肪酸合成、脂质组成和细胞表型变化 | |
乙酰辅酶A羧化酶1/2变构抑制剂 | 1434639-57-2 | ND646 | ≥98% | 用于验证乙酰辅酶A羧化酶依赖，可结合十三碳葡萄糖或十三碳谷氨酰胺示踪判断脂肪酸合成通量是否下降 | |
腺苷三磷酸柠檬酸裂解酶抑制剂 | 154566-12-8 | SB 204990,ATP柠檬酸裂解酶（ACLY）抑制剂 | ≥98%(HPLC) | 用于阻断柠檬酸向胞质乙酰辅酶A的转化，评估癌细胞脂肪酸合成对该碳源入口的依赖 | |
腺苷三磷酸柠檬酸裂解酶抑制剂 | 943962-47-8 | BMS 303141,ATP柠檬酸裂解酶抑制剂 | ≥98% | 用于研究胞质乙酰辅酶A供应受限后的脂质合成下降、细胞增殖受抑和乙酸等替代来源补偿 |
表4｜脂肪酸合酶抑制剂与脂肪酸装配验证
分类 | Cas编号 | 阿拉丁货号 | 名称 | 规格或纯度 | 产品特色与应用 |
脂肪酸合酶相关抑制剂 | 96829-58-2 | 奥利司他 | Moligand™, ≥97%(HPLC) | 可用于脂肪酸合酶药理抑制相关研究，同时需结合基因敲低和脂肪酸救援判断表型是否来自脂肪酸合成受阻 | |
人脂肪酸合酶抑制剂 | 1332331-08-4 | GSK 2194069, (hFASN)抑制剂 | Moligand™, ≥97% | 用于观察脂肪酸合酶受抑后棕榈酸合成、复杂脂质组成、细胞增殖和克隆形成变化 | |
脂肪酸合酶抑制剂 | 1533438-83-3 | TVB-3166 | ≥99% | 用于验证癌细胞对脂肪酸合酶的功能依赖，可与棕榈酸、油酸救援实验联用判断脂肪酸补充能否恢复表型 | |
经典脂肪酸合酶抑制剂 | 191282-48-1 | C75 (racemic),抑制剂 | ≥98% | 用于脂肪酸合成抑制的经典对照实验，适合配合通量检测、脂质组分析和救援实验共同解释细胞表型 | |
脂肪酸合酶抑制剂 | 1399177-37-7 | TVB-2640 | ≥98% | 用于脂肪酸合酶药理干预和肿瘤细胞脂质代谢研究，可评估通路抑制对细胞生长、脂质重排和联合处理反应的影响 | |
天然产物型脂肪酸合酶抑制剂 | 17397-89-6 | 变蓝菌素 | ≥98% | 用于研究脂肪酸链装配受阻后的代谢和细胞表型变化，可配合遗传学验证降低单一药物结果的解释偏差 |
注：以上为阿拉丁代表产品，更多产品规格可用‘品名/CAS/货号’在阿拉丁官网检索。
参考文献
[1] Menendez J. A., Lupu R. Fatty acid synthase and the lipogenic phenotype in cancer pathogenesis. Nature Reviews Cancer. 2007;7(10):763-777. doi:10.1038/nrc2222.
[2] Mashima T., Seimiya H., Tsuruo T. De novo fatty-acid synthesis and related pathways as molecular targets for cancer therapy. British Journal of Cancer. 2009;100(9):1369-1372. doi:10.1038/sj.bjc.6605007.
[3] Hatzivassiliou G., Zhao F., Bauer D. E., et al. ATP citrate lyase inhibition can suppress tumor cell growth. Cancer Cell. 2005;8(4):311-321. doi:10.1016/j.ccr.2005.09.008.
[4] Metallo C. M., Gameiro P. A., Bell E. L., et al. Reductive glutamine metabolism by IDH1 mediates lipogenesis under hypoxia. Nature. 2012;481(7381):380-384. doi:10.1038/nature10602.
[5] Mullen A. R., Wheaton W. W., Jin E. S., et al. Reductive carboxylation supports growth in tumour cells with defective mitochondria. Nature. 2012;481(7381):385-388. doi:10.1038/nature10642.
[6] Koundouros N., Poulogiannis G. Reprogramming of fatty acid metabolism in cancer. British Journal of Cancer. 2020;122(1):4-22. doi:10.1038/s41416-019-0650-z.
[7] Yu Y., et al. Targeting acetyl-CoA carboxylase 1 for cancer therapy. Frontiers in Pharmacology. 2023;14:1129010. doi:10.3389/fphar.2023.1129010.
[8] Buglakova E., Ekelöf M., Schwaiger-Haber M., et al. Spatial single-cell isotope tracing reveals heterogeneity of de novo fatty acid synthesis in cancer. Nature Metabolism. 2024;6(9):1695-1711. doi:10.1038/s42255-024-01118-4.
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