Funakoshi欣博盛生物：FAOBlue---脂肪酸β-氧化（FAO）活性熒光定量試劑

Funakoshi品牌的FAOBlue是一款可通過熒光成像將活細胞內脂肪酸β-氧化（FAO）活性可視化的試劑。只需將產品添加到培養基中，即可通過熒光觀察定量脂肪酸β-氧化活性。

FAO（脂肪酸β-氧化，Fatty acid beta-oxidation）

脂肪酸（FA）是多種脂質的基本成分，是細胞的重要組成部分，同時也是能量的主要來源之一。FA降解的主要途徑是通過線粒體脂肪酸β-氧化（FAO）。FAO 是肝臟、心臟和骨骼肌等器官能量平衡的關鍵代謝途徑。

FAO是一個復雜的生化過程，涉及多種酶的參與。FAO主要分為以下四個步驟：

1) 脫氫：脂酰-CoA 被酰基CoA脫氫酶氧化成烯酰基-CoA；

2) 水合：烯酰-CoA-被烯酰-CoA水合酶合成-3-羥基乙酰-CoA；

3) 氧化：3-羥基乙酰-CoA轉化為 3-酮酰-CoA；

4) 硫解：3-酮酰-CoA轉化為酰基-CoA（Cn-2）和乙酰-CoA。乙酰-CoA進一步轉化為ATP。生成的酰基-CoA（Cn-2）進入另一個FAO循環，進一步生成酰基-CoA（Cn-4）。

研究表明，FAO代謝異常與肥胖和非酒精性脂肪肝病（NAFLD）等多種疾病密切相關，因此檢測FAO活性對于診斷相關疾病至關重要。但由于FAO過程較為復雜，使得在活細胞中檢測FAO活性的方法非常有限。目前只有一些間接方法，如使用含放射性同位素的脂肪酸或測量耗氧量。

FAOBlue作為首-款直接測量活細胞中FAO活性的試劑，只需在培養基中加入FAOBlue，即可通過熒光成像，簡單地檢測出活細胞中FAO的活性。

FAOBlue原理

FAOBlue是一種具有被乙酰氧甲基酯保護的壬酸（C9）的香-豆-素染料。在被FAO代謝之前，FAOBlue在405 nm下不會激發熒光。FAOBlue的乙酰氧基甲酯可被細胞內的酯酶水解，使FAOBlue可直接穿透細胞膜進入細胞，轉化為游離脂肪酸（Free FA type）；Free FA type會轉化為Acyl-CoA，并進入FAO循環；Acyl-CoA 經過3次FAO循環分解為含有丙酸（C3）的非熒光香-豆-素。經過第4次FAO循環后，香-豆-素染料從丙酸中釋放出來并擴散到整個細胞。此時整個細胞內的香-豆-素在405 nm下發出強烈的藍色熒光，可視化地定量檢測細胞中FAO的活性。

產品信息

產品特點

操作簡單，加入培養基后，孵育30-120min即可觀察熒光；

實例驗證適用于多種細胞類型。

產品應用

FAO活性的相對定量

評估藥物對FAO活性的影響

實驗步驟

使用前請先按照說明書中的Reconstitution步驟，用DMSO對FAOBlue試劑進行溶解，制成Stock solution，按照說明書中的要求保存。

以下實驗步驟僅供參考，請按照產品說明書操作：

1、在新鮮的HEPES緩沖液（HBS）中加入FAOBlue（最終濃度為5-20μM）；

注：可用無血清培養基代替HBS

2、去除培養基，用HBS清洗細胞2次；

3、向細胞中加入含FAOBlue的HBS；

4、在37℃下培養30 min以上；

注：不同細胞類型最佳培養時間有所不同，建議根據具體情況而定。

5、用HBS清洗細胞；

6、通過成像觀察活細胞中的藍色熒光（Ex. 405 nm/Em. 430～480 nm）。

成像指南

激光共聚焦顯微鏡：使用顯微鏡中配備的405 nm激光

落射熒光顯微鏡：激發濾光片非常重要，建議使用波長為 390-450 nm的激發濾光片

應用實例

一、FAOBlue及其香-豆-素衍生物的吸收光譜和熒光光譜

在PBS緩沖液（pH 7.4）中，FAO代謝后釋放的FAOBlue和香-豆-素衍生物的吸收光譜（左）、熒光光譜（右）。

FAOBlue經過FAO轉化為香-豆-素衍生物后，吸收峰從FAOBlue發生偏移至405 nm。因此，在405 nm的激發條件下，FAOBlue不會發出熒光，只有在通過FAO釋放香-豆-素衍生物時才會發出藍色熒光。

注：FAOBlue在300-380 nm（最大350 nm）激發時顯示藍色熒光（灰色線，370-450 nm），所以在選擇濾光片時請格外注意，避免同時激發未反應的FAOBlue以及FAO反應后的香-豆-素衍生物。

二、各種癌細胞中FAO活性可視化

在4種癌細胞中加入FAOBlue，培養一定時間后進行熒光觀察。所有細胞都出現藍色熒光，而經過FAO抑制劑etomoxir處理后藍色熒光顯著減少。這些數據表明，藍色熒光是由活細胞中FAO活性引起的。（注：實驗條件根據細胞類型不同而不同）

※HepG2 : 5 μM, 30 min、 LNCaP: 20 μM, 120 min、HeLa : 20 μM, 120 min、A549 : 5 μM, 30 min

三、藥物對FAO活性的干擾

對HepG2細胞分別進行AICAR（通過 AMPK 激活的 FAO 激活劑）和ranolazine（部分 FAO 抑制劑）處理，隨后加入FAOBlue（5uM）孵育30分鐘。結果顯示，與對照細胞（未處理）相比，AICAR處理后明顯增加藍色熒光強度，ranolazine處理后則明顯降低藍色熒光強度。

四、藥物對FAO活性影響的定量分析

將HepG2細胞與不同濃度的ND630預孵育4小時。ND630處理后，加入FAOBlue（5uM）孵育30分鐘。結果表明，伴隨ND630濃度增加，藍色熒光強度隨之增加。由此可知，ND630可增強FAO活性。（注：ND630是乙酰-CoA羧化酶抑制劑，被認為是治療非酒精性脂肪肝（NAFLD）的潛在藥物）

五、NASH模型小鼠的FAO活性分析

非酒精性脂肪性肝炎（NASH）是一種與脂質相關的疾病，表現為脂肪酸代謝活性低。向正常小鼠和NASH模型小鼠以口服形式給藥增強脂質代謝的bezafibrate后，提取原代肝細胞。向各組細胞加入FAOBlue（5 μM）觀察其FAO活性，結果顯示，相較正常小鼠來源細胞，NASH模型小鼠來源細胞的FAO活性明顯被抑制。另外，給藥bezafibrate的NASH模型小鼠來源細胞中FAO活性被恢復。

產品文獻

Uchinomiya et al., Chem. Commun., 56, 3023-3026 (2020) Fluorescence Detection of Metabolic Activity of Fatty Acid Beta Oxidation Activity in Living Cells.

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