CY7-Nicotinamide,CY7-烟酰胺,近红外荧光标记烟酰胺在代谢调控研究中的应用
CY7-烟酰胺(CY7-Nicotinamide)是一种将近红外荧光染料CY7与烟酰胺(维生素B3)通过稳定共价键连接而成的功能性荧光探针。该产品兼具CY7染料的近红外荧光成像优势与烟酰胺的生物活性,可特异性参与细胞内的代谢过程,通过近红外荧光信号实时追踪烟酰胺在生物体内的吸收、分布、代谢与排泄,成为代谢调控研究、疾病诊断标志物筛选等领域的重要工具,尤其适用于细胞能量代谢、辅酶合成等相关研究。
基础属性方面,该探针的分子量为628.75 Da,纯度≥97%(HPLC检测),外观为深绿色粉末,可溶于DMSO、DMF等有机溶剂,在生理缓冲液(pH 7.4)中的溶解度≥1 mg/mL。荧光性能处于近红外光学窗口,激发波长为750 nm,发射波长为773 nm,荧光量子产率≥0.28,摩尔消光系数≥2.2×105 L·mol-1·cm-1,近红外荧光穿透能力强,可有效穿透细胞组织,减少生物背景荧光干扰。烟酰胺作为核心生物活性基团,可在细胞内转化为烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD+)和烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADP+),参与细胞内的氧化还原反应、能量代谢、基因表达调控等多种生理过程。
CY7与烟酰胺之间的连接臂为刚性短链结构,长度约为1.5 nm,可很大程度减少荧光染料对烟酰胺生物活性的影响,保证探针进入细胞后仍能正常参与代谢过程。探针的化学稳定性优良,在生理环境中(37℃、pH 7.4)孵育48小时后,降解率低于5%,可实现对代谢过程的长期追踪。此外,该探针无明显细胞毒性,在浓度≤10 μM时,细胞活力仍保持在90%以上,适用于长期细胞培养与体内实验。
围绕近红外荧光标记烟酰胺在代谢调控研究的主题,该产品在细胞能量代谢研究中展现出重要价值。细胞能量代谢的核心是NAD+与NADP+参与的氧化还原反应,烟酰胺作为NAD+合成的前体物质,其代谢过程直接影响细胞的能量供应。CY7-烟酰胺可通过细胞膜上的烟酰胺转运蛋白进入细胞,在烟酰胺磷酸核糖转移酶(NAMPT)的作用下转化为烟酰胺单核苷酸(NMN),进而合成NAD+,同时保留CY7的荧光信号。通过近红外荧光成像,可实时观察烟酰胺在细胞内的代谢轨迹,监测NAD+的合成动态。例如,在肝癌细胞能量代谢研究中,使用CY7-烟酰胺处理细胞后,通过共聚焦激光扫描显微镜可清晰观察到荧光信号在细胞质与线粒体中的分布,随着培养时间延长,线粒体中的荧光信号逐渐增强,表明烟酰胺成功转化为NAD+并参与线粒体的能量代谢过程。当加入NAMPT抑制剂后,荧光信号在 mitochondria 中的富集量显著降低,证明探针可特异性反映烟酰胺的代谢状态,为研究NAD+合成通路的调控机制提供了直观的工具。

在代谢相关疾病研究中,该探针可用于糖尿病、肿瘤等疾病的代谢异常诊断。肿瘤细胞的能量代谢具有“瓦堡效应”,即即使在有氧条件下也优先进行糖酵解,对NAD+的需求显著高于正常细胞。使用CY7-烟酰胺对荷瘤小鼠进行活体成像,可观察到肿瘤部位的荧光信号强度显著高于正常组织,且荧光信号强度与肿瘤的代谢活性呈正相关。在糖尿病小鼠模型中,肝脏组织的糖异生代谢异常活跃,烟酰胺的代谢速率加快,CY7-烟酰胺在肝脏部位的荧光信号清除速率较正常小鼠提升2倍以上,通过荧光信号的动态变化可评估肝脏的代谢功能状态,为糖尿病的早期诊断与治疗效果评估提供了新的检测手段。
此外,该产品还可用于药物筛选研究。针对代谢调控通路的药物(如NAMPT抑制剂、NAD+增强剂)的筛选,传统方法需通过复杂的生化实验检测NAD+浓度变化,操作繁琐、耗时较长。使用CY7-烟酰胺作为探针,可通过荧光信号的变化快速评估药物对烟酰胺代谢通路的影响,筛选效率提升10倍以上。在NAMPT抑制剂筛选实验中,将不同浓度的候选药物与CY7-烟酰胺共同处理肿瘤细胞,通过检测荧光信号强度的变化,可快速筛选出具有显著抑制效果的药物,为代谢靶向药物的研发提供了高效的筛选工具。
使用与储存方面,该探针需在-20℃避光密封保存,保质期为12个月,建议现配现用,避免反复冻融。使用时用有机溶剂溶解后稀释至生理缓冲液中,工作浓度为0.1-10 μM。细胞实验中,探针孵育时间为1-24小时,可根据实验需求调整。体内实验中,通过尾静脉注射或腹腔注射给药,给药剂量为1-5 mg/kg,成像时间点为给药后1-24小时。
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