Redox Biology: 衣康酸減輕炎癥性疾病炎癥和氧化應激的信號通路及治療潛力
三羧酸(TCA)循環是好氧生物中最常見的代謝途徑。三氯乙酸循環不僅產生三磷酸腺苷,還產生多種中間代謝產物,如檸檬酸鹽、富馬酸、α-酮戊二酸(α-KG)和琥珀酸,這些中間代謝產物通過影響各種信號通路在調節免疫系統中發揮重要作用。
在脂多糖激活的巨噬細胞中,內源性免疫抑制物如琥珀酸、富馬酸和衣康酸在體內積聚,發揮一系列免疫調節作用。近年來,衣康酸等代謝物越來越受到科學家的關注。它們的抗炎作用已在免疫細胞中得到證實。

圖片來源:https://doi.org/10.1016/j.redox.2022.102553
近日,來自同濟大學醫學院的研究者們在Redox Biology雜志上發表了題為“The signaling pathways and therapeutic potential of itaconate to alleviate inflammation and oxidative stress in inflammatory diseases”的綜述性文章,該研究綜述了衣康酸減輕炎癥性疾病炎癥和氧化應激的信號通路及治療潛力。
內源性小分子是細胞功能的代謝調節器。衣康酸是一種關鍵分子,當Krebs循環被擾亂時,它會在細胞中積聚。衣康酸是由線粒體基質中的順式附子酸脫羧酶(ACOD_1)催化順式附子酸脫羧化而來的,也被稱為免疫反應基因1(IRG1)。
研究表明,衣康酸通過其免疫調節活性在調節信號轉導和翻譯后修飾方面發揮重要作用。衣康酸也是新陳代謝、炎癥、氧化應激和免疫反應之間的重要橋梁。本文綜述了衣康酸及其衍生物和釋放衣康酸的化合物的結構特點和經典途徑。
本文介紹了衣康酸的作用機制,包括對ATF3/IκBζ軸和I型干擾素的轉錄調控,對Keap1、炎癥體、JAK1/STAT6途徑、TET2和TFEB的蛋白質修飾調控,以及琥珀酸脫氫酶和糖酵解酶的代謝作用。
此外,本文還討論了衣康酸在自身免疫反應、病毒、敗血癥和IRI引起的炎癥和氧化應激相關疾病中的作用。研究者希望這篇綜述中提供的信息將有助于增加對細胞免疫代謝的了解,并改善與炎癥和氧化應激相關疾病的臨床治療。

衣康酸在不同炎癥和氧化應激誘導的疾病中的作用,以及在這些引用的研究中使用的動物和細胞模型
圖片來源:https://doi.org/10.1016/j.redox.2022.102553
免疫代謝的最新發展越來越引起研究人員的興趣,他們將注意力集中在內源性代謝物、免疫和炎癥反應之間的相互作用上。衣康酸是一種三氯乙酸循環衍生的代謝物,由于其潛在的抗炎作用和低毒性,是治療某些炎癥性疾病的有前途的靶點。
在這篇綜述中,研究者得出結論,衣康酸通過幾種方法調節炎癥反應,為代謝產物在炎癥治療中的使用提供了強有力的支持。DMF是富馬酸的一種衍生物,已被FDA批準用于銀屑病的治療。DMF被認為通過抑制GAPDH、激活Keap1/Nrf2信號通路和修改GSDMD來抑制體內糖酵解和免疫細胞激活。
因此,衣康酸可能以與富馬酸類似的方式抑制炎癥和免疫反應。此外,還有許多問題值得進一步探討。例如,衣康酸在體內是如何產生的?有沒有衣康酸的受體?衣康酸衍生物在體內是否起到與內源性衣康酸相同的作用?
衣康酸對特定半胱氨酸殘基的修飾如何影響蛋白質的功能?由于以前對衣康酸的研究是在細胞和動物模型中進行的,因此需要對衣康酸在調節炎癥反應中的作用和具體機制進行臨床研究,以證實先前的發現和結論,并推動在炎癥性疾病的預防和治療方面的創新突破。( Bioon.com)
參考文獻
Xuan Shi et al. The signaling pathways and therapeutic potential of itaconate to alleviate inflammation and oxidative stress in inflammatory diseases. Redox Biol. 2022 Dec;58:102553. doi: 10.1016/j.redox.2022.102553
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