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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2021Nature头次消息乳硝化作用突显,乳酸这是“产生废品”一跃成了“秘宝小原子核”,不乏“十二年窗下無人问,一跃走红世间知”。殊不吃,最为三羧酸无限循环(TCA)其中生成物的衣康酸(Itaconate,ITA)跟乳酸竟有相同之处的境地,从开刚开始的“另作别用”,到现如今表明其主要的生命科学学能力,尤其是是在抗体调节作用研究探讨层面。这几天,小编我在一起去流浪在一起询问两下衣康酸的“上一世”与“此生”。

01、衣康酸的感觉与發展

衣康酸的察觉到会溯源到19个世纪30时期(图1)。开一现在开始包括身为某种很重要的有机物自动合成和化工环保生产销售原辅料被熟识。1840年,意大利经济学家Gustav Crasso核定了衣康酸是顺乌头酸热拆分反响的物质,基本原则新排布顺乌头酸(aconitate)的英语翻译英文字顺序图,将该物质命名规则为衣康酸(itaconate)。 衣康酸的提升经历英语了从校园营销原始的化学工业APP到如何判定其微生物体性能的转化。也许有一天近四十多年,科学技术家们才感觉衣康酸具于喂奶两栖小动物巨噬组织细胞内,并是种具比较为重要免疫性性调节管控性能的分解结果。201四年,Michelucci抓捕蕴含了喂奶两栖小动物中衣康酸的微生物体分解经过。自那时候,非常多的探索方案特别强调了衣康酸在免疫性性发生反应、分解和细菌感染两者关键因素流程的比较为重要能力,探索方案曝光率连续飙升(图2)。

图1:衣康酸(ITA)钻研时期表

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

图2:PubMed衣康酸及衣康过酸表达参考文献调查统计

02、衣康酸在各不相同慢性病探讨中的用

作TCA间歇中的中新陈排泄物,衣康酸缓和新陈排泄、天然免疫性性和螨虫染病内的共同用,为手术冶疗天然免疫性性螨虫染病性症状争取了代用手术冶疗措施。Lampropoulou醉鬼立即说明血管输注DMI可少小鼠脑供血不足前几天的心梗的面积,而后刊出了几篇文,新闻稿了在各样螨虫染病性症状的植物整治中争取ITA或其化工装饰ip产业物的手术冶疗益处,主要包括抗病性毒和螨虫染病,以改善斑秃、高血压、合成纤维化、二尖瓣冻胚移植、I/R断裂、高血压症、骨膝盖炎、中枢神经退行性症状、败血症、癌病等(表1-2)。这么多探究分析透露了基本概念ITA的干涉在其他症状图片背景下缓和螨虫染病和有关系病症的比较广泛价值。凡此种种,近日的探究分析表达,在小鼠整治中,IRG1染色体的低下降了良性肿瘤生長并增加了天然免疫性性手术冶疗的攻效。尽管,这么多找到为在临床中药治疗周围环境中探秘针对于ITA电磁波的手术冶疗措施争取了令人感动信赖的理论研究基础框架。 (表源:Yang, Wenchang et al.,Cell Mol Biol Lett. 2023)

表1 衣康酸下列不属于双重性物在各种疾病症状对模型中的参与到工作机制

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

表2 衣康酸和其在恶性肿瘤中的用处

03、衣康酸的生态学生成与细胞代谢

衣康酸是TCA无限重复的在前三天货物,由抗体回复dna1(IRG1)标识号的乌头酸脱羧酶(ACOD1)使顺乌头酸脱羧有。喂乳宠物細胞,大有一部分是骨髓細胞,有ITA成为抗体的反应迟钝的一步分,并能够通过它来调试感染。在有ITA的細胞中,ITA溶解分解掉可能够通过步骤的反应迟钝对其进行:首要ITA导出为衣康酰辅酶a,第二步衣康酰辅酶a水合为百香果汁百香果酰辅酶a,另外百香果汁百香果酰辅酶a裂解为乙酰辅酶a和二甲苯酸,对应由琥铂酰辅酶a生成酶(SCS)、甲基戊烯二酰辅酶A水合酶(AUH)和百香果汁百香果酸裂解酶β亚基样(CLYBL,也分为百香果汁百香果酰辅酶a裂解酶)催化剂的作用。就算二甲苯酸能够進入不同分解掉行业,例如TCA无限重复(图3),但尚不清析ITA溶解分解掉是不是也促进企业感染前三天抗体細胞的力量和生物工程生成要求。

图3:衣康酸的分泌名词解释之类物和衍生产品物

(图源:Ye, Dan et al.,Trends Endocrinol Metab. 2024) 在组成部分上,衣康酸不是种包含α,β-不是处于饱和状态烯烃的五碳二羧酸,它在组成部分累似于磷酸烯醇式二甲苯酸(PEP)、α-酮戊二酸(α-KG)、琥铂酸、丙二酸和富马酸等同一分泌物,为其竞争激烈性压制糖分泌工作中关键所在酶带来组成部分根本,才能参与的细胞核分泌重编程序。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),大多数适用在身体和身体内部模拟机其生物制品体负效应,这是由于因此更具高的膜渗性,且与衣康酸生物制品体学功能性似的,4-OI可在胞内转化率为衣康酸,这为衣康酸的国药开发带来了越来越多几率,也为因为衣康酸的新辽法指明路径了路径。

04、衣康酸的帮助靶点和帮助体系

与越多越数另一中分解分沁物有差异,ITA不参与者与能量是什么分解分沁或生物工程转化成对应的分解分沁条件,这体现了它已经最主要独有于中分解分沁更好地发挥其作用。往日四三年的探析出现 ,喂母乳猎物神经元中造成的ITA做一类手机信号灯原子核,实现紧密联系和不良影响有差异靶血清酶的作用来缓解免疫细胞内部不良的反应(图4)。① ITA限制分解分沁酶虎珀酸脱氢酶(SDH),影响虎珀酸累积,转换神经元分解分沁。② ITA还有ip产业物工程出现共价血清酶质烷基化。KEAP1 E3泛素接触酶的烷基化限制KEAP1介导的NRF2溶解并刺激NRF2介导的氧化的应激状态不良的反应。③ ITA限制TET DNA双加氧酶,力促DNA甲基化,缓解表观遗传抒发。④分沁型ITA做G血清酶偶联核蛋白酶激酶(GPCR)血清酶OXGR1的气愤剂,力促Ca2+手机信号灯环路。知道ITA紧密联系对这种血清酶质的缓解,不止对ITA在免疫细胞内部缓解中的作用,同时对其不确定的冶疗应用都可以更重要必要性。

图4:衣康酸的意义靶点和意义制度

(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确认迈克尔加的生理反应(Michael addition reaction)烷基化绘制各种相关蛋清质的半胱氨酸残基,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十分延伸物的做用靶点和做用缘由

05、特色专著分亨

医学文献一

英语怎么说副标题:Itaconate is an anti-inflammatory metabolite that activates Nrf2 via alkylation of KEAP1(NATURE,Q1,2018)

常常微信标题:衣康酸是一种抗炎代谢物,可通过KEAP1的烷基化激活Nrf2

实验网站内容: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 球蛋白上的半胱氨酸残基 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。

论文二

英文怎么说子标题:Itaconate uptake via SLC13A3 improves hepatic antibacterial innate immunity(DEVELOPMENTAL CELL,Q1,2024)

简体中文标题格式:SLC13A3介导的衣康酸胞内转运增强肝脏抗菌先天免疫

理论研究游戏内容: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)

论文资料三

英文怎么说网站标题:4-octyl itaconate as a metabolite derivative inhibits inflammation via alkylation of STING(Cell Reports,Q1,2023)

中文字幕问题:4-辛基衣康酸作为代谢衍生物通过STING烷基化抑制炎症

理论研究介绍: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、拜谱工作小结

衣康酸就是直被观点是为重点的热物料,近期来理论研究表明衣康酸可在辅乳期两栖动物内部聚合,是三羧酸间歇的为重点具象化物,有着免疫细胞系统政策调节管控活力性的内源新陈基础代谢物小氧分子,所以受人留意。衣康酸没有供大于求二元酸,包含的的不供大于求双键、羧基和羟基为其引来了活泼开朗检查是否本质,的设备构造中的亲电性α,β-不供大于求羧酸的设备构造对蛋清质上的活力性半胱氨酸残基做出烷基化装饰(迈克尔加上反應),这些翻译英语后装饰被被称作“衣康酸装饰(itaconation)”,借以干扰蛋清质职能,政策调节管控免疫细胞系统回复和新陈基础代谢方式,为多样消化道疾病制剂研发管理提高新基本思路。

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,其中医学检验非常定量分析靶向治疗疗法细胞产生转化组(QMT1000)和体力细胞产生转化靶向治疗疗法细胞产生转化组产品均可对衣康酸及其类似物进行靶点相对一定量检测工具。近期,拜谱生物将推出基于化学蛋白质组学的衣康碱化表达组学产品,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!

参照文献资料

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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