[13c]過分極[1-13c]ピルビン酸塩から標識された重炭酸塩は、断食状態における肝糖形成のin vivoマーカーです

過分極[1-13C]ピルビン酸塩は、13C磁気共鳴によるリアルタイム肝臓酵素活性の生体内評価を可能にします。ただし、この手法では、通常、ピルビン酸塩の非常に超生理学的用量の注入が必要です。ここでは、肝臓の代謝をin vivoで、基底血漿濃度を2〜3倍に投与した高分極[1-13c]ピルビン酸で測定できることを実証します。FRB状態での重炭酸塩の13C標識によって評価されたピルビン酸デヒドロゲナーゼを通るフラックスは、飽和しているか、過分極化[1-13C]ピルビン酸の超生理学的用量によって部分的に阻害されることがわかりました。空腹時ラットの肝臓で検出された[13C]重炭酸塩シグナルは、ホスホエノールピルビン酸カルボキシキナーゼ（PEPCK）阻害剤で処理した後にほとんど消滅しました。さらに、絶食していない動物の正規化された[13C]重炭酸塩シグナルは、10倍の範囲にわたって用量が独立しており、PEPCKとピルビン酸カルボキシラーゼは飽和しておらず、肝臓の糖新生は液分極[1-13C]でin vivoで直接プローブできることを強調しています。ピルビン酸。

Hyperpolarized [1-13C]pyruvate enables direct in vivo assessment of real-time liver enzymatic activities by 13C magnetic resonance. However, the technique usually requires the injection of a highly supraphysiological dose of pyruvate. We herein demonstrate that liver metabolism can be measured in vivo with hyperpolarized [1-13C]pyruvate administered at two- to three-fold the basal plasma concentration. The flux through pyruvate dehydrogenase, assessed by 13C-labeling of bicarbonate in the fed condition, was found to be saturated or partially inhibited by supraphysiological doses of hyperpolarized [1-13C]pyruvate. The [13C]bicarbonate signal detected in the liver of fasted rats nearly vanished after treatment with a phosphoenolpyruvate carboxykinase (PEPCK) inhibitor, indicating that the signal originates from the flux through PEPCK. In addition, the normalized [13C]bicarbonate signal in fasted untreated animals is dose independent across a 10-fold range, highlighting that PEPCK and pyruvate carboxylase are not saturated and that hepatic gluconeogenesis can be directly probed in vivo with hyperpolarized [1-13C]pyruvate.