2-NBDG（葡萄糖摄取荧光探针，AbMole，M6327）是一种广泛应用的荧光标记葡萄糖类似物，其结构通过将硝基苯并二唑（NBD）荧光基团与D-葡萄糖的C-2位结合而成[1]。作为葡萄糖转运体（GLUTs）的底物，2-NBDG可通过GLUT1等转运蛋白被细胞摄取，其荧光信号可对葡萄糖摄取活性进行定量反映。2-NBDG主要被用于解析葡萄糖转运的动态过程。例如，通过共聚焦显微镜或流式细胞术，研究者量化了小鼠骨骼肌细胞（C2C12）和小鼠胚胎成纤维细胞（3T3-L1）中2-NBDG与2-NBDLG的信号差异，以区分不同构型的葡萄糖摄取[2]。此外，通过结合多光子显微镜技术，实验人员实时观测了活体小鼠肾脏近端小管（PT）中2-NBDG的流入/流出动力学，揭示了钠-葡萄糖协同转运蛋白（SGLT2）抑制下的葡萄糖转运调控机制[3]。2-NBDG在能量代谢研究中，与线粒体膜电位探针TMRE（四甲基罗丹明乙酯）联用实现了同步监测葡萄糖摄取与线粒体功能[4]。2-NBDG也可用于葡萄糖摄取相关的抑制剂的筛选，例如在人类卵巢癌细胞（SKOV3）和非洲绿猴肾细胞（COS-7）的高通量筛选中，2-NBDG作为GLUT1抑制剂探针，成功鉴定了4种可抑制葡萄糖摄取的化合物[5]。2-NBDG的优势在于其生物安全性和操作便捷性。相比放射性标记葡萄糖的方法，2-NBDG无需特殊防护，且适用于微孔板检测。

范例详解

Cell Death Dis. 2024 Jul 24;15(7):529.

佐治亚理工学院、中国医学科学院的研究团队在上述论文中使用了AbMole的2-NBDG（葡萄糖摄取荧光探针，AbMole，M6327），以研究肿瘤细胞的葡萄糖摄取能力。该研究探讨了异柠檬酸脱氢酶1（IDH1）在肝细胞癌（HCC）中的作用及天然小分子化合物Breviscapine（Scu）的抗肿瘤机制。研究发现，IDH1通过促进α-酮戊二酸（α-KG）的生成，诱导HIF1α羟基化并降解，从而抑制HCC细胞糖酵解，激活肿瘤免疫微环境。Scu作为首个被发现的IDH1小分子激动剂，可通过共价结合IDH1的Cys297位点，促进其活性二聚体形成，增强α-KG生成，进而抑制HIF1α信号通路及肿瘤生长。体内外实验证实，Scu可显著降低HCC细胞糖酵解水平，增加CD4⁺/CD8⁺ T细胞浸润，并降低PD-L1表达，展现出潜在的抗肝癌研究价值[6]。

Overexpression of IDH1 inhibits the progression of HCC by inhibiting glycolysis and activating the tumor immune microenvironment[6].

参考文献及鸣谢

[1] Sun, Y.; Hu, M.; Wang, F.; et al. Quantification of 2-NBDG, a probe for glucose uptake, in GLUT1 overexpression in HEK293T cells by LC-MS/MS. Analytical biochemistry 2021, 631, 114357.

[2] Saito, M.; Ishida, A.; Nakagawa, S. In vitro production of insulin-responsive skeletal muscle tissue from mouse embryonic stem cells by spermine-induced differentiation method. Human cell 2017, 30 (3), 162-168.

[3] Zhang, A.; Nakano, D.; Kittikulsuth, W.; et al. Luseogliflozin, a SGLT2 Inhibitor, Does Not Affect Glucose Uptake Kinetics in Renal Proximal Tubules of Live Mice. International journal of molecular sciences 2021, 22 (15).

[4] Zhu, C.; Martinez, A. F.; Martin, H. L.; et al. Near-simultaneous intravital microscopy of glucose uptake and mitochondrial membrane potential, key endpoints that reflect major metabolic axes in cancer. Scientific reports 2017, 7 (1), 13772.

[5] Hung, H. C.; Li, L. C.; Guh, J. H.; et al. Discovery of New Glucose Uptake Inhibitors as Potential Anticancer Agents by Non-Radioactive Cell-Based Assays. Molecules (Basel, Switzerland) 2022, 27 (22).

[6] Cui, Z.; Li, C.; Liu, W.; et al. Correction: Scutellarin activates IDH1 to exert antitumor effects in hepatocellular carcinoma progression. Cell death & disease 2024, 15 (7), 529.