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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
自去年的Nature首届通讯报道乳硝化作用遮盖,乳酸整个“产生窝囊废”一跃成为了“藏宝小团伙”,其功“多年窗下没人问,一声令下出道寰宇知”。殊不识,用作三羧酸反复(TCA)中央物质的衣康酸(Itaconate,ITA)跟乳酸竟有一致的境地,从年后始的“另作别用”,到时至今日察觉到其必要的海洋生命科学能力,很是在免疫性管控的研究行业领域。如今,楼主带着你一齐熟知 看衣康酸的“前世姻缘”与“此生”。

01、衣康酸的看到与转型

衣康酸的显示需要追溯到19世记30年(图1)。开现在开始大部分做那种首要的有机肥料组成和化工机械加工物料被了解世界。1840年,芬兰学家Gustav Crasso证明了衣康酸是顺乌头酸热分解的症状的物质,原则新编排顺乌头酸(aconitate)的国外英内容母次序,将该物质命名为为衣康酸(itaconate)。 衣康酸的提升历经了从起初的工艺选用到之后界定其菌物体学模块模块的塑造。陪你到近几十年,有效家们才出现衣康酸来源于于喂奶哺乳期间動物巨噬癌细胞内,如果不是种具备核心免疫系统系统政策调控模块模块的分泌货物。201一年,Michelucci几人折射出了喂奶哺乳期间動物中衣康酸的菌物体制作而成前提条件。自那已经,非常多探讨突出了衣康酸在免疫系统系统不良反应、分泌和慢性炎症期间关健要素的核心用,探讨炎热程度不断下降(图2)。

图1:衣康酸(ITA)论述事件表

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

图2:PubMed衣康酸及衣康碱化淡化参考文献统计表格

02、衣康酸在有所差异症状调查中的app

作TCA循环往复中的间排泄物,衣康酸设定排泄、免役和传染间的上下级用,为医疗免役传染性疾患作为了带替医疗措施。Lampropoulou醉鬼本次证明格式静脉注射输注DMI可减小小鼠缺血性前几天的心梗建筑面积,自从收录了好几篇参考文献,新闻了在很多传染性疾患的食草动物三维三维模型中付出ITA或其药剂学修饰语诞生物的医疗益处,例如抗病力毒和螨虫传染,以可减轻斑秃、血糖高、玻璃纤维化、左心囊胚移植、I/R磨损、过于肥胖症、骨膝骨关节炎、脑神经退行性疾患、败血症、癌症复发等(表1-2)。这部分科学研究分析特别强调了立于ITA的调控在有所不同疾患历史背景下可以传染和想关病理学的普遍前景。不但,这段时间的科学研究分析得出结论,在小鼠三维三维模型中,IRG1染色体的短缺缩减了癌肿发育并提高了免役医疗的功能。换句话说,这部分找到为在临床上大环境中探究而对ITA网络信号的医疗措施作为了真令人心服口服的系统论基本。 (表源:Yang, Wenchang et al.,Cell Mol Biol Lett. 2023)

表1 衣康酸以至于具象化物在不相同发病绘图中的参予工作机制

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

表2 衣康酸还有在肿瘤中的能力

03、衣康酸的生物学提炼与分解代谢

衣康酸是TCA再嵌套循环的中央物品,由天然免疫检测抗体对答遗传基因1(IRG1)编码查询的乌头酸脱羧酶(ACOD1)使顺乌头酸脱羧造成。乳期猎物癌上皮上皮神经元,常见是骨髓癌上皮上皮神经元,造成ITA对于天然免疫检测抗体症状的一本分,并充分利用它来设定慢性支原体感染。在造成ITA的癌上皮上皮神经元中,ITA分离分泌率可能够 步骤症状来:首选ITA转变成为衣康酰辅酶a,还有衣康酰辅酶a水合为檸檬汁酰辅酶a,还有檸檬汁酰辅酶a裂解为乙酰辅酶a和二甲苯酸,主要由琥铂酰辅酶a分析酶(SCS)、甲基戊烯二酰辅酶A水合酶(AUH)和檸檬汁酸裂解酶β亚基样(CLYBL,也喻为檸檬汁酰辅酶a裂解酶)催化氧化。虽然二甲苯酸也可以渗入所有分泌率经过,包含TCA再嵌套循环(图3),但尚不看不清楚ITA分离分泌率是不是也助于慢性支原体感染过程中天然免疫检测抗体癌上皮上皮神经元的消耗的能量和生物体分析业务需求。

图3:衣康酸的代谢转化下列不属于相近物和产生物

(图源:Ye, Dan et al.,Trends Endocrinol Metab. 2024) 在组成部分上,衣康酸有的是种含α,β-不饱和烯烃的五碳二羧酸,它在组成部分接近于磷酸烯醇式异丙醇酸(PEP)、α-酮戊二酸(α-KG)、蜜腊酸、丙二酸和富马酸等别分解物,为其行业性减缓糖分解时中关键点酶具备了组成部分基础上,于是进入細胞分解重编写程序。衣康酸的酯化双重性物,4-辛基衣康酸(4-octyl itaconate,4-OI)和衣康酸二甲酯(Dimethyl itaconate,DMI)(图3),一般来说使用在在身体外和体里模拟机其菌物定律,因此它是更具高的膜固化性,且与衣康酸菌物学职能类似,4-OI可在胞内转换为衣康酸,这为衣康酸的医药业技术创新具备了了更高或许,也为通过衣康酸的新治疗方案指向了角度。

04、衣康酸的影响靶点和影响逻辑

与大部分数其它其中分解神经生殖细胞神经生殖细胞细胞代谢率转化物有差异 ,ITA不参与性与能源分解神经生殖细胞神经生殖细胞细胞代谢率转化或生物制品生成有关的分解神经生殖细胞神经生殖细胞细胞代谢率转化经过,这表达方式它可能通常独立性于其中分解神经生殖细胞神经生殖细胞细胞代谢率转化充分发挥其系统性。过往二是年的论述发掘,乳期家禽神经生殖细胞中受到的ITA作是一种手机预警分子式,用组合和影晌有差异 靶淀粉酶的系统性来调整抗体检测反映(图4)。① ITA仰制分解神经生殖细胞神经生殖细胞细胞代谢率转化酶蜜腊酸脱氢酶(SDH),受到蜜腊酸积累作文,影响神经生殖细胞分解神经生殖细胞神经生殖细胞细胞代谢率转化。② ITA以及其ip产业物制品受到共价淀粉酶质烷基化。KEAP1 E3泛素相连酶的烷基化仰制KEAP1介导的NRF2光降解并提高NRF2介导的氧化发应应激状态反映。③ ITA仰制TET DNA双加氧酶,增进DNA甲基化,调整遗传基因表达方式。④分秘型ITA作G淀粉酶偶联淀粉酶激酶(GPCR)淀粉酶OXGR1的激动不已剂,增进Ca2+手机预警信号通路。要了解ITA组合对他们淀粉酶质的调整,除了对ITA在抗体检测调整中的系统性,况且对其潜在性的的方法软件会有决定性实际意义。

图4:衣康酸的效应靶点和效应机理

(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经由迈克尔暴击伤害不良反应(Michael addition reaction)烷基化突显重要性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还有延伸物的的功效靶点和的功效管理机制

05、传统文献资料分享视频

论文参考文献一

用英文怎么说关键词:Itaconate is an anti-inflammatory metabolite that activates Nrf2 via alkylation of KEAP1(NATURE,Q1,2018)

汉语微信标题:衣康酸是一种抗炎代谢物,可通过KEAP1的烷基化激活Nrf2

学习知识: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。

论文二

英文字母文章标题:Itaconate uptake via SLC13A3 improves hepatic antibacterial innate immunity(DEVELOPMENTAL CELL,Q1,2024)

中文名题头:SLC13A3介导的衣康酸胞内转运增强肝脏抗菌先天免疫

分析内部: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)

论文参考文献三

英文字母名称:4-octyl itaconate as a metabolite derivative inhibits inflammation via alkylation of STING(Cell Reports,Q1,2023)

中文名字网站标题:4-辛基衣康酸作为代谢衍生物通过STING烷基化抑制炎症

钻研方式: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、拜谱总结

衣康酸是一种直被人认为是非常核心的化工厂护肤品,近余年来研究方案得知衣康酸可在哺乳期间爬行动物肚子里分解,是三羧酸循坏的非常核心诞生物,所含抗体细胞调节作用生物的内源消化吸收物小氧分子,行而遭到观注。衣康酸可不过过饱合二元酸,所含的不过过饱合双键、羧基和羟基为其给我们了活波化学式属性,空间空间结构中的亲电性α,β-不过过饱合羧酸空间空间结构对核高核蛋白上的生物半胱氨酸残基做烷基化呈现(迈克尔加上想法),某种翻译英语后呈现被喻为“衣康酸呈现(itaconation)”,行而直接影响核高核蛋白技能,调节作用抗体细胞回应和消化吸收路径,为好几种的疾病药物剂量研发部提拱新思绪。

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,其中医美肯定降钙素原检测靶点疗法新陈消化吸收组(QMT1000)和消耗的能量新陈消化吸收靶点疗法新陈消化吸收组产品均可对衣康酸及其类似物进行靶向疗法任何时候酶联免疫法查重。近期,拜谱生物将推出基于化学蛋白质组学的衣康过酸装饰组学产品,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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