放射性示踪剂的生物转运

Biological Transport of Radiotracers

作者：Lelio G. Colombetti

出版：CRC PRESS

索书号：Q5/B615ca/2019/Y

ISBN: 978-0-367-24542-9

藏书地点：武大外教中心

格陵兰岛的伊苏亚(Isua)岩石的放射性测定年代为38亿年前，其中含有碳化合物，其同位素比例与生物活动产生的碳化合物相似。当然，这一发现并不能保证那么久以前就有生命存在，一些研究人员得出的那些岩石成分是生物起源的推论也受到了其他人的挑战。然而，在34亿年前的澳大利亚叠层石中存在的细胞生物化石的真实性是没有争议的。叠层石中的物种似乎掌握了光合作用的代谢技巧；到那时，生命形式已经变得如此复杂，以至于它们完全依赖于运输，也许在机械上很简单，但却足够高效，使细胞能够捕获维持生命所必需的营养物质。可以很有把握地说，交通运输绝不是一种新现象。

相比之下，生物转运的科学研究是最近才开始的。有趣的是，这一学科的第一个研究方向是细胞膜的性质和功能，而不是物质如何运输到细胞边界。作者认为，不仅要知道底物如何运输进入细胞，代谢产物如何从细胞运输，而且要知道底物如何到达细胞的近邻。单细胞生物的所有运输功能都依赖细胞膜，但对于高度发达的生物来说，这个问题要复杂得多，因为要运输到细胞内部的物质必须首先在生物液体中运输到细胞内。因此，研究这些流体成分变化对输送机制的影响是非常重要的。就人类而言，体液是非常复杂的。

主要的液体：血浆，是循环血液的液体部分，包含数百种不同的成分。其中最重要的基团是（1）蛋白质，包括白蛋白、纤维蛋白原和几种球蛋白；（2）营养物质，如碳水化合物、氨基酸、脂类等；（三）钠、钾、钙、镁等的无机盐，包括氯化物、碳酸盐、硫酸盐、磷酸盐等;（四）气体，如氧、氮、二氧化碳等；（5）代谢废物；（6）激素、酶等特殊物质。因此，这个复杂的系统可能会影响用于研究人体功能的示踪剂的运输，这并不奇怪。在回顾转运研究的发展时，很容易将该课题分为两部分：进入细胞的转运和在体液中的转运。

放射性示踪剂radioactive tracer亦称“放射性指示剂”。以放射性胃明显特征的示踪剂。常用的有碳14（14C）、磷32(32P)、硫35(35S)、碘131(131I)、氢3(3H)放射性同位素氢（H），碳（C），磷（P），硫（S），和碘（I）在生化反应中用来追踪路径，被广泛的使用着。放射性示踪剂也可用于追踪于天然系统中的分布，例如细胞或组织。放射性示踪剂还可以用来确认天然气冒出的位置，进而使用水力压裂技术得到天然气。放射性示踪剂成为了各种成像系统的基础，例如：正电子发射计算机断层扫描（Positron emission tomography，简称PET），单光子发射计算机断层扫描（Single-photon emission computed tomography ，简称SPECT，或SPET）和豏（Technetium）扫描。放射性碳定年法（Radiocarbon dating）就是使用天然存在的碳14同位素作为大自然创造的任何生物的同位素标记物。

使用放射性示踪物的原理是，一个在化学化合物中的原子被另一个相同化学元素的原子所取代。然而，这个取代原子其实是放射性同位素。这个过程通常被称为放射性标记。这个反应──放射性衰变与一般化学反应相互比较起来，可以产生更多的能量。因此，放射性同位素可存在于低浓度，它的存在也可由灵敏度高的辐射探测器检测，如盖革计数器（Geiger counter）和闪烁计数器 （scintillation counters）。乔治·查尔斯·德海韦西（George de Hevesy）获1943 诺贝尔化学奖：“在化学过程研究中使用同位素作为示踪物”。 其中放射性示踪剂主要被用于两种方式：

1. 当一个标记的化学化合物发生化学反应，其中一个或多个产物会含有放射性标记。借由分析放射性同位素的状态可以得知欲了解之化学反应其机制的详细资讯。

2. 将某种放射性化合物引入生物体且放射性同位素提供了一个图像示出该化合物和它的反应产物分布在生物体的方式。

《放射性示踪剂的生物转运》一书于2019年由CRC PRESS出版，作者为Lelio G. Colombetti。

《放射性示踪剂的生物转运》一书，作者展现了放射性示踪剂的生物转运研究领域中的一些最新研究，讨论的主题主要包括生物转运概述，细胞膜结构的动力学方面，跨膜运输，膜运输，放射性示踪剂流动的热力学方面，血液对细胞吸收放射性示踪剂的动力学，溶质结构对示踪剂运输的影响，运输对辐射和辐射代谢产物分布的影响，放射性标记酶、抗体的转运，利用放射性示踪剂测定体内运输，研究放射性示踪剂输运的体外技术。

《放射性示踪剂的生物转运》是生物学实验室不可或缺的工具用书，适用于细胞生物学、生物化学与分子生物学等相关专业的高年级本科生、研究生，也可作为教师的教学和科研参考书，亦可供生物医学、药理学、免疫学及相关领域的研究人员参考。

《放射性示踪剂的生物转运》一书作为细胞生物学、生物化学与分子生物学专业研究读物，内容饱满详实、语言浅显易懂，除此之外，还包括一些其他的特点：

1.本书试图解释许多生物体内运输过程的放射性标签示踪剂。作者认为这是一个及时的话题，因为我们需要更多地了解放射性示踪剂在人体中的行为。这本书将激励科学家研究放射性示踪剂的转运机制，将其作为一种手段，创造更具体的放射性示踪剂，可用于临床诊断和治疗。

2.本书汇集了相关领域的权威的专家，保证了本书的专业性和权威性。

3.本书图表丰富，读者能够结合清晰的图表更加清楚的理解相关的知识。

总的说来，《放射性示踪剂的生物转运》一书为想要了解癌症干细胞及其生态位研究进展的人员提供了清晰的导读路径，作为细胞生物学领域的一本前沿研究图书，是一本值得为想要涉足该领域的人员推荐的专业书籍。

本书目录：

撰稿人名单

第1章 生物运输：一个历史观点

L.G.Colombetti

第2章 溶质易位：生物转运概述

Howard S.Tager

第3章 细胞膜结构的动力学方面

Fedor Medzihradsky, Edward I.Cullen

第4章 跨膜运输作为药理试剂分布下的速率限制现象

Fedor Medzihradsky

第5章 膜运输

Robert Blumenthal

第6章 放射性示踪剂流动的热力学方面

David C.Dawson

第7章 血液对细胞吸收放射性示踪剂的动力学

James B.Bassingthwaighte, Bernd Winkler

第8章 溶质结构对示踪剂运输的影响

Yukio Yano

第9章 运输对辐射和辐射代谢产物分布的影响

Yukio Yano

第10章 蛋白质结合放射性示踪剂进入组织的运输

William M.Pardridge

第11章 放射性标记酶的转运

R.M.Babin, Paul Blanquet

第12章 放射标记抗体的转运

Robert E.Belliveau

第13章 放射示踪剂生物分布研究中的临床考虑

Robert Hodges

第14章 利用放射性示踪剂测定体内运输

Brian M.Gallagher

第15章 研究放射性示踪剂输运的体外技术

Marco Salvatore, Luigi Mansi, Gianni Morrone, Rosa Ferraiuolo, Salvatore Venuta

索引

胡萌欣 武汉大学生命科学学院 博士