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乳酸的逆袭兄弟——衣康酸!一文带你了解衣康酸

发布时间:2025-01-07
自2020年Nature首先有关资料乳过酸掩盖,乳酸这是“排泄固体废物”一跃加入“遗迹小分子式”,殆的意思“十几年窗下无人化问,一段时间走红天下下载知”。殊不解,作三羧酸无限循环(TCA)中央生成物的衣康酸(Itaconate,ITA)跟乳酸竟有完全相同的际遇,从年后始的“另作我用”,到当初发觉其主要的微物理学作用,越来越是在免役改善的研究业务领域。当今,小编我让你分着掌握一段时间衣康酸的“今生今世来世”与“今生今世”。

01、衣康酸的显示与进步

衣康酸的挖掘需要溯源到19上个世纪30时期(图1)。一会逐渐开始通常是的必要的有机质镶嵌和化工行业分娩化学原料被列举。1840年,谈起德国教授Gustav Crasso核定了衣康酸是顺乌头酸热化解反映的终代谢物,并举新排列成顺乌头酸(aconitate)的英文怎么说字母a顺序图,将该终代谢物定名为衣康酸(itaconate)。 衣康酸的不断发展经力了从较早的轻工业选用到继续基本概念其各种爬行动物学功效的变为。到最近近四十多年,科学课家们才找到衣康酸留存于喂奶期间各种爬行动物巨噬受损细胞内,然后是种具有着为根本免役系统控制功效的消化吸收物质。201三年,Michelucci等等表明了喂奶期间各种爬行动物中衣康酸的各种爬行动物分解手段。自那的时候,过量理论研究方案注重了衣康酸在免役系统发应、消化吸收和感染相互主要节点的为根本效用,理论研究方案关注度持续时间上升时(图2)。

图1:衣康酸(ITA)探究时光表

(图源:Ye, Dan et al.,Trends Endocrinol Metab. 2024)

图2:PubMed衣康酸及衣康酸性反应绘制专著统计表格

02、衣康酸在有差异疾病症状钻研中的操作

为TCA循环往复中的中分解物,衣康酸调接分解、免疫系统抗体抗体和宫颈真菌感染病变病变之間的完美能力,为开展免疫系统抗体抗体宫颈真菌感染病变病变性症状提高了用作开展对策。Lampropoulou宋江因首届验证血管输注DMI可增多小鼠缺血性这段时间的心梗面积计算,此以后刊登了好几篇论文怎么写,新闻报导了在各个宫颈真菌感染病变病变性症状的植物建模 中受到ITA或其电化学掩盖随之出现物的开展益处,主要包括抗病性毒和微生物影响,以改善斑秃、糖尿病患者、棉纤维化、肝脏囊胚移植、I/R受伤、高血压症、骨膝盖骨炎、运动神经退行性症状、败血症、癌证等(表1-2)。那些论述推崇了采取ITA的介入在各种不同症状工作环境下消除宫颈真菌感染病变病变和对应病理学的广发展空间。除此之外,近些年的论述揭示,在小鼠建模 中,IRG1染色体的短缺调低了癌症生张并开展了免疫系统抗体抗体开展的药用价值。自始至终,那些挖掘为在临床实验工作环境中思考采取ITA电磁波的开展对策提高了从未有过信任的系统论基础理论。 (表源:Yang, Wenchang et al.,Cell Mol Biol Lett. 2023)

表1 衣康酸名词解释ip产业物在各种疾病症状对模型中的直接参与逻辑

(表源:Yang, Wenchang et al.,Cell Mol Biol Lett. 2023)

表2 衣康酸下列不属于在肺癌中的功用

03、衣康酸的怪物组成与代谢转化

衣康酸是TCA配置的其中终产物,由免役性初次应答表观遗传1(IRG1)商品代码的乌头酸脱羧酶(ACOD1)使顺乌头酸脱羧行成。辅乳节肢动物上皮神经元膜,比如是骨髓上皮神经元膜,行成ITA作为一个免役性不良影响的一地方分,并凭借它来调结疾病。在行成ITA的上皮神经元膜中,ITA拆分神经细胞排泄可利用三个不良影响开始:首要ITA还原成为衣康酰辅酶a,如果衣康酰辅酶a水合为青金桔百香果酰辅酶a,后面青金桔百香果酰辅酶a裂解为乙酰辅酶a和二甲苯酸,分辨由蜜腊酰辅酶a制作而成酶(SCS)、甲基戊烯二酰辅酶A水合酶(AUH)和青金桔百香果酸裂解酶β亚基样(CLYBL,也成为青金桔百香果酰辅酶a裂解酶)催化氧化。尽量二甲苯酸可能到几种神经细胞排泄方式,比如TCA配置(图3),但尚不很明白ITA拆分神经细胞排泄要不要能控制疾病期間免役性上皮神经元膜的能源和生物制品制作而成供给。

图3:衣康酸的排泄非常一样物和发展物

(图源:Ye, Dan et al.,Trends Endocrinol Metab. 2024) 在构成上,衣康酸不是种包含有α,β-不过剩烯烃的五碳二羧酸,它在构成类试于磷酸烯醇式异丙醇酸(PEP)、α-酮戊二酸(α-KG)、琥铂酸、丙二酸和富马酸等许多分解物,为其恶性竞争性缓和糖分解的过程 中关健酶作为构成基本条件,导致参加神经元分解重编写程序。衣康酸的酯化衍生品物,4-辛基衣康酸(4-octyl itaconate,4-OI)和衣康酸二甲酯(Dimethyl itaconate,DMI)(图3),一般 主要用于在身体之外和胃中模拟网其生物制品学定律,由于两者具备着高的膜固化性,且与衣康酸生物制品学学功能表相近,4-OI可在胞内转换为衣康酸,这为衣康酸的制药研发培训作为了更好地已经,也为应用场景衣康酸的新物理疗法指出了趋势。

04、衣康酸的反应靶点和反应策略

与基本上都数某些间的排泄物各种不同于,ITA不参入与能量场排泄或微生物人工关联的排泄经过,这意味着它会具体自己于间的排泄表现其系统键。过往三十五年的分析得知,哺乳期两栖动物人体肿瘤细胞中出现的ITA是 是一种无线电磁波碳原子,能够 运用和影晌各种不同于靶血清的系统键来的改善抗体影响(图4)。① ITA缓和排泄酶琥铂酸脱氢酶(SDH),出现琥铂酸累积,改善人体肿瘤细胞排泄。② ITA试述衍微生物引发共价血清质烷基化。KEAP1 E3泛素连入酶的烷基化缓和KEAP1介导的NRF2分解并系统激活NRF2介导的阳极氧化应激性影响。③ ITA缓和TET DNA双加氧酶,可以淡化DNA甲基化,的改善表观遗传理解。④代谢型ITA是 G血清偶联肾上腺素受体(GPCR)血清OXGR1的兴奋剂,可以淡化Ca2+无线电磁波环路。了解ITA运用对这样的血清质的的改善,往往对ITA在抗体的改善中的系统键,特别对其内在的缓解运用包括为重要的意义。

图4:衣康酸的的功效靶点和的功效机制化

(图源:Ye, Dan et al.,Trends Endocrinol Metab. 2024)

值得一提的是,由于衣康酸含有亲电的α,β-不饱和羧基,可以接受来自潜在相互作用配偶体的电子对,因此衣康酸的一个关键机制是按照迈克尔增加反應(Michael addition reaction)烷基化呈现涉及到的核胆固醇的半胱氨酸残基,从而调节相应蛋白质的功能。例如,通过烷基化修饰KEAP1(Kelch like ECH associated protein 1)蛋白并激活Nrf2信号通路减轻巨噬细胞的炎症反应及氧化应激。除了KEAP1,ITA或其衍生物还可以烷基化其他蛋白质(表3),包括功能上经过验证的ITA靶向蛋白质,如ICL 1;代谢酶GAPDH、ALDOA和LDHA;以及炎症小体蛋白 (NLRP3)、GSDMD、JAK1、TFEB和STING。

(表源:Ye, Dan et al.,Trends Endocrinol Metab. 2024)

表3 ITA和ip产业物的的功效靶点和的功效制度

05、有趣期刊论文介绍

医学文献一

日文主题:Itaconate is an anti-inflammatory metabolite that activates Nrf2 via alkylation of KEAP1(NATURE,Q1,2018)

中文名字问题:衣康酸是一种抗炎代谢物,可通过KEAP1的烷基化激活Nrf2

实验玩法:内源性代谢物衣康酸最近作为巨噬细胞功能的调节剂出现,但其确切的作用机制仍知之甚少。在这里,作者表明衣康酸是小鼠和人类巨噬细胞中脂多糖激活抗炎转录因子 Nrf2(也称为 NFE2L2)所必需的。作者发现衣康酸通过半胱氨酸残基的烷基化直接修饰蛋白质。衣康酸使 KEAP1 蛋清上的半胱氨酸残基 151、257、288、273 和 297 烷基化,使Nrf2能够增加具有抗氧化和抗炎能力的下游基因的表达。衣康酸的抗炎作用需要激活Nrf2。描述了一种新的细胞渗透性衣康酸衍生物4-辛基衣康酸的使用,它可以防止体内脂多糖诱导的致死并减少细胞因子的产生。研究表明I型干扰素可促进Irg1(也称为 Acod1)的表达和衣康酸的产生。此外,作者发现衣康酸的产生限制了I型干扰素的反应,表明涉及干扰素和衣康酸的负反馈回路。研究结果表明,衣康酸是一种重要的抗炎代谢物,它通过Nrf2发挥作用以限制炎症和调节I型干扰素。

文献资料二

英语怎么说题头:Itaconate uptake via SLC13A3 improves hepatic antibacterial innate immunity(DEVELOPMENTAL CELL,Q1,2024)

繁体中文小标题:SLC13A3介导的衣康酸胞内转运增强肝脏抗菌先天免疫

科研主要内容:衣康酸是一种免疫调节代谢物,由炎性巨噬细胞中的线粒体酶免疫反应基因 1 (IRG1) 产生。我们最近发现了衣康酸从炎性巨噬细胞中释放的重要机制。然而,细胞外衣康酸是否被非髓系细胞吸收以发挥免疫调节功能仍不清楚。在这里,作者使用定制设计的 CRISPR 筛选来识别二羧酸转运蛋白溶质载体家族13成员3 (SLC13A3) 作为衣康酸输入者,并描述 SLC13A3 在衣康酸改善肝脏抗菌先天免疫中的作用。从功能上讲,肝脏特异性缺失 Slc13a3 会损害体内和体外肝脏抗菌先天免疫。从机制上看,衣康酸通过 SLC13A3 吸收可诱导转录因子 EB (TFEB) 依赖性溶酶体生物合成,进而改善小鼠肝细胞的抗菌先天免疫力。这些发现表明 SLC13A3 是小鼠肝细胞中衣康酸的关键输入者,将有助于开发有效的衣康酸抗菌疗法。

(图源:Chen, Chao et al.,Dev Cell. 2024)

文章三

英文翻译标题文字:4-octyl itaconate as a metabolite derivative inhibits inflammation via alkylation of STING(Cell Reports,Q1,2023)

2英文小标题:4-辛基衣康酸作为代谢衍生物通过STING烷基化抑制炎症

探索游戏内容:Krebs循环衍生的代谢产物衣康酸的产生是由免疫反应基因1(IRG1)催化的,它有可能通过靶蛋白的烷基化或竞争性抑制将活化巨噬细胞中的免疫和代谢联系起来。为了支持这一点,之前的研究表明,干扰素基因刺激因子(STING)信号平台在巨噬细胞免疫中发挥枢纽作用,并对脓毒症的预后产生深远影响。有趣的是,作者发现衣康酸,一种内源性免疫调节剂,可以显著抑制STING信号的激活。此外,作为可渗透的衣康酸盐衍生物的4-辛基衣康酸(4-OI)可以使STING的半胱氨酸位点65、71、88和147烷基化,从而抑制其磷酸化。此外,衣康酸和4-OI抑制脓毒症模型中炎症因子的产生。该研究结果拓宽了对IRG1-衣康酸轴在免疫调节中的作用的认识,并强调衣康酸及其衍生物是脓毒症的潜在治疗剂。

(图源:Li, Weizhen et al.,Cell Rep. 2023)

06、拜谱个人总结

衣康酸是直被看做是非常比较重要的医药化工物品,近些余年探析确认衣康酸可在母乳喂奶生物内部自动合成,是三羧酸巡环的非常比较重要衍生产品物,具备有免疫抗体力干预生物的内源新陈基础代谢物小分子式,而受人关注度。衣康酸并不是供大于求二元酸,所含的不供大于求双键、羧基和羟基为其所带来了生动化学物质成分,成分中的亲电性α,β-不供大于求羧酸成分对血清质上的生物半胱氨酸残基实行烷基化遮盖(迈克尔加持反响),该翻意后遮盖被称呼“衣康酸遮盖(itaconation)”,行而影晌血清质功能键,干预免疫抗体力回话和新陈基础代谢行业,为多种类病毒药剂产品开发打造新总体目标。

拜谱生物作为国内领先的多组学公司,可提供完善成熟的蛋白组学、代谢组学、转录组学等多组学产品技术服务体系,其中医学界非常参考值靶向治疗治疗基础细胞产生组(QMT1000)和消耗的能量基础细胞产生靶向治疗治疗基础细胞产生组产品均可对衣康酸及其类似物进行靶点绝对的按量检则。近期,拜谱生物将推出基于化学蛋白质组学的衣康过酸绘制组学产品,提供全面、精准、稳定的修饰位点信息,并结合生物信息学分析获得靶点蛋白的功能信息,敬请期待!

基准医学文献

1. Cunha da Cruz J,Machado de Castro A,Camporese Sérvulo EF. World market and biotechnological production of itaconic acid. 3 Biotech. 2018;8 (3):138. doi:10.1007/s13205-018-1151-0B4 2. Ye D,Wang P,Chen LL, et al. Itaconate in host inflammation and defense. Trends Endocrinol Metab. 2024;35 (7):586-606. doi:10.1016/j.tem.2024.02.004B1 3. Yang W,Wang Y,Tao K, et al. Metabolite itaconate in host immunoregulation and defense. Cell Mol Biol Lett. 2023;28 (1):100. doi:10.1186/s11658-023-00503-3B1 4. Liu S,Li RG,Martin JF. The cell-autonomous and non-cell-autonomous roles of the Hippo pathway in heart regeneration. J Mol Cell Cardiol. 2022;168:98-106. doi:10.1016/j.yjmcc.2022.04.018B2 5. Peace CG,O'Neill LA. The role of itaconate in host defense and inflammation. J Clin Invest. 2022;132 (2):. doi:10.1172/JCI148548B1 6. Mills EL,Ryan DG,Prag HA, et al. Itaconate is an anti-inflammatory metabolite that activates Nrf2 via alkylation of KEAP1. Nature. 2018;556 (7699):113-117. doi:10.1038/nature25986Mills EL,Ryan DG,Prag HA, et al. Itaconate is an anti-inflammatory metabolite that activates Nrf2 via alkylation of KEAP1. Nature. 2018;556 (7699):113-117. doi:10.1038/nature25986B1 7. Chen C,Liu C,Sun P, et al. Itaconate uptake via SLC13A3 improves hepatic antibacterial innate immunity. Dev Cell. 2024;59 (21):2807-2817.e8. doi:10.1016/j.devcel.2024.07.011B1 8. Li W,Li Y,Kang J, et al. 4-octyl itaconate as a metabolite derivative inhibits inflammation via alkylation of STING. Cell Rep. 2023;42 (3):112145. doi:10.1016/j.celrep.2023.112145
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