葡萄糖是许多生物体的主要能量来源，并且葡萄糖的摄取是一个关键过程。葡萄糖通过细胞膜转运，被磷酸化后截留在细胞内。在哺乳动物细胞中，这是由葡萄糖转运蛋白 (GLUT) 家族和一些细胞内的己糖激酶完成的。需要注意的是，检测葡萄糖摄取与检测葡萄糖消耗是不同的。葡萄糖摄取发生在 10 分钟或更短的时间内，主要特异性检测转运蛋白的活性，而葡萄糖浓度的变化涉及多种途径，通常需要几个小时。本文为大家介绍了可用于检测葡萄糖摄取的各种方法，并列出了每种方法的优缺点。

      我们可以从检测葡萄糖摄取中了解几件事。葡萄糖摄取的变化可以反映新陈代谢的整体变化，但也有许多特定的过程。

● 在癌细胞中，检测葡萄糖摄取可以监测葡萄糖转运蛋白的过度表达或识别葡萄糖转运蛋白抑制剂。

● 对于脂肪和肌肉细胞，可以通过检测葡萄糖摄取来观察胰岛素刺激后GLUT4易位的变化。

● 在免疫相关细胞中，检测葡萄糖摄取可用于追踪某些细胞类型从一个阶段转化到另一个阶段的变化。

       使用的葡萄糖摄取测定方法因转运的底物而异。由于葡萄糖本身转运进细胞后会被输送到各种代谢途径中，因此必须改用非代谢的葡萄糖类似物。

● 一种类型是荧光标记的 2-NBDG（2-(N-(7-nitrobenz-2-oxa-1,3-diazol-4-yl)amino)-2-deoxyglucose）。这种探针在细胞中积累并用于成像，但由于它比葡萄糖大得多，人们会担心它可能不会以相同的方式被转运，因此可能不是葡萄糖转运蛋白活性监测的准确指标。

● 另一种葡萄糖类似物是 2DG（2-脱氧葡萄糖）。这种分子就像葡萄糖一样被转运和磷酸化，但由于它不会受到其他细胞酶的显著作用，它在细胞中以 2DG6P（2-脱氧葡萄糖-6-磷酸）的形式积累。

      长期以来，检测葡萄糖摄取的金标准是放射性标记的葡萄糖类似物 3H-2DG和3H-2DG6P积累的检测(1)。尽管该方法灵敏且效果很好，但它需要多个洗涤步骤。许多研究人员不使用这种方法，因为他们想避免处理和处置放射性物质。

      商品化的非放射性检测方法使用非放射性标记的2DG，并通过G6PDH（6-磷酸葡萄糖脱氢酶）的作用检测2DG6P 的积累 (2)。该酶氧化 2DG6P 形成 NADPH，然后可用于生成探针，检测吸光度或荧光分析。两种检测都适用于多孔板格式，但它们需要多个处理步骤。由于循环检测反应，吸光度测定最灵敏，可以检测极低含量的 2DG6P。然而，这两种检测方法信号窗口都很小(即，信号高于无 2DG6P 背景的程度)，这限制了它们的使用。

图 1. 酶促反应检测方法的比较。 2DG6P 的滴定用生物发光、荧光和吸光法测定。结果为实验组的信号值除以无2DG6P的对照组信号值。

图 2. 放射性标记法和生物发光检测法的比较。 检测20,000 或 50,000 个 HCT116 细胞的葡萄糖摄取量，用 1mM 2DG 处理10 分钟，通过生物发光（A 组）和放射性标记（B 组）法进行检测。加入细胞松弛素 B (50µM) 来确定检测背景。

      Promega开发了一种生物发光葡萄糖摄取检测方法Glucose Uptake-Glo™ Assay，它基于与上述检测相同的原理：2DG6P 的积累和通过G6PDH的酶促作用进行检测 (3)。生物发光法具有以下许多优点：

    发光检测可以检测到5,000个细胞的葡萄糖摄取，信噪比超过三倍，并且信号在至少 50,000 个细胞内保持线性。对于非放射性多孔板检测法来说，生物发光法是简便性和灵敏度的最佳结合。

图 3. 生物发光、荧光和放射性标记法方案比较。 灰色为等效的预处理步骤。