生物体内的代谢网络高度依赖多器官协同。空间代谢组学可获取不同分子的空间分布与变化信息，被广泛应用于代谢异质性研究；但是如何捕捉营养物质在器官间的动态传递过程，并直接观测不同组织间的"代谢对话"，成为代谢研究领域亟待突破的瓶颈。将空间代谢组学与同位素示踪技术相结合有望为研究组织间代谢交流提供全新路径。近期，药物所再帕尔•阿不力孜团队在Nature Communications（《自然-通讯》）发表题为“Spatial isotope deep tracing deciphers inter-tissue metabolic crosstalk”（空间同位素深度示踪解析组织间代谢交流）的研究论文，为理解健康与疾病状态下代谢物在不同组织器官之间的代谢互作提供了新颖视角。

这些年，该团队采用自主研发的新型敞开式质谱成像技术（AFADESI-MSI），发展了空间分辨代谢组学方法。在此基础上，本研究进一步将体内稳定同位素示踪技术与AFADESI-MSI融合，发展了空间同位素深度示踪分析新方法，并开发数据解析工具“MSITracer”。将研发的新方法与解析工具用于揭示整体动物体内全面追踪¹³C 标记营养物质的代谢归宿，为系统性解读代谢活动提供了突破性解决方案，成功揭示了肝脏与心脏之间的脂肪酸代谢交流，以及肾脏、肝脏和大脑之间的谷氨酰胺代谢网络。此外，研究发现肿瘤负荷会显著影响宿主的己糖胺生物合成通路，并揭示肺组织释放的谷氨酰胺可作为肿瘤谷氨酸合成的潜在来源。该成果为系统表征生物组织的原位代谢活性和器官间代谢互作机制研究等提供创新可视化手段，有望揭示复杂代谢通讯机制与探索代谢性疾病治疗新策略。

药物所硕士生李新竹和博士生朱颖为论文的共同第一作者；臧清策副研究员、张瑞萍研究员和再帕尔•阿不力孜研究员为论文的共同通讯作者；定量蛋白组学研究得到武汉迈维代谢生物科技股份有限公司的合作。该研究得到了国家自然科学基金（21927808, 82293684, 82374158）和中国医学科学院医学与健康科技创新工程（2021-1-I2M-028）等项目的支持。

论文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-025-63243-2