液相色谱串联质谱法测定青少年抑郁症患者血清和尿液中色氨酸代谢物的水平

目的观察并比较液相色谱串联质谱技术检测青少年抑郁症患者血清和尿液中色氨酸-犬尿氨酸(TRP-KP)通路代谢物的浓度。方法对该通路中主要代谢物如色氨酸(TRP)、犬尿氨酸(KYN)、犬尿酸(KYNA)和3-羟基犬尿氨酸(3-HK)采用同位素标记法进行定量分析。使用岛津C18色谱柱,0.2%甲酸水溶液和乙腈进行梯度洗脱分离,7 min内采用正离子和多反应监测模式进行检测。考察线性范围、精密度等参数。用该方法检测143例青少年抑郁症患者和110例体检健康者血液和尿液样本并比较。结果以TRP为例,血清和尿液的线性范围分别为0.54~107.84μmol/L和0.74~147.06μmol/L。批内变异系数(CV)≤6.3%,批间CV≤3.22%,实验室总CV≤6.5%。抑郁组和对照组血清和尿液检测结果表明,抑郁组KYNA、KYN和TRP水平低于对照组,而3-HK水平高于对照组,差异具有统计学意义(P<0.01)。除TRP外,其他代谢物水平在尿液中显著高于血清中,差异具有统计学意义(P<0.01)。结论与血清相比,尿液中TRP-KP的代谢物即KYN、KYNA和3-HK浓度更高,由于尿液收集过程是无创的,因此检测尿液中TRP-KP代谢物具有更大的优势。

萝卜硫素对心肌缺血再灌注损伤大鼠心肌保护作用及色氨酸-犬尿氨酸通路的影响

目的探究萝卜硫素(SFN)对心肌缺血再灌注(I/R)损伤大鼠色氨酸(TRP)-犬尿氨酸(KYN)信号通路及心肌损伤的影响。方法研究于2019年7月至2020年6月进行,将SD雄性大鼠随机分为假手术组(Control)、模型组(I/R)、SFN低(I/R+L SFN)、高(I/R+H SFN)剂量组。术后24 h,ELISA检测各组大鼠血清中炎性因子白细胞介素(IL)-1β、IL-6、肿瘤坏死因子α(TNF-α)含量;HE染色观察各组大鼠心肌组织病理变化;TUNEL检测各组大鼠缺血心肌细胞凋亡情况;HPLC检测各组大鼠心肌组织中TRP、KYN浓度;蛋白质印迹法(Western blotting)检测各组大鼠心肌组织B细胞淋巴瘤-2相关X蛋白(Bax)、B细胞淋巴瘤-2(Bcl-2)、活化胱天蛋白酶3(cleaved-capase3)、吲哚胺2,3-双加氧酶(IDO)蛋白表达情况。结果与Control组相比,I/R大鼠心肌细胞破碎、坏死,细胞排列不规则,心肌纤维断裂,伴有炎性细胞浸润,血清中炎性因子IL-1β、IL-6、TNF-α含量、心肌细胞凋亡指数[(32.85±3.13)比(1.07±0.08)]、心肌组织TRP[(783.75±30.32)pmol/L比(402.23±23.55)pmol/L]、KYN浓度[(567.54±28.18)pmol/L比(215.31±20.03)pmol/L]、KYN/TRP比值、cleaved-capase3、Bax、IDO蛋白水平显著升高(P<0.05),Bcl-2蛋白水平显著降低(P<0.05);与I/R相比,I/R+L SFN、I/R+H SFN剂量组心肌细胞上述病理症状明显减轻,大鼠血清中炎性因子IL-1β、IL-6、TNF-α含量、心肌细胞凋亡指数、心肌组织TRP、KYN浓度、KYN/TRP比值、Bax、cleaved-capase3、IDO蛋白水平依次降低(P<0.05),Bcl-2蛋白水平显著升高(P<0.05)。结论SFN可减少心肌细胞凋亡,缓解机体炎症反应,对心肌损伤有保护作用可能与TRP-KYN信号通路有关。

加味温胆汤对慢性不可预见性温和应激大鼠的抗抑郁作用及色氨酸—犬脲氨酸代谢通路的影响

目的探讨加味温胆汤对慢性不可预见性温和应激(chronic unpredictable mild stress,CUMS)抑郁模型大鼠的抗抑郁作用及色氨酸—犬脲氨酸(Tryptophan-kynurenine,TRP-KYN)代谢通路的影响。方法将48只SD大鼠按照随机数字表法随机分为四组,每组12只,分别为空白组、模型组、氟西汀对照组(简称西药组)、加味温胆汤组(简称中药组);除空白组外,其余各组进行21天孤养加CUMS方法复制大鼠抑郁症模型。模成后西药组给予盐酸氟西汀1.8 mg/(kg·d),中药组给予加味温胆汤12 g/(kg·d),每日1次,连续灌胃4周。运用旷场实验、糖水偏好实验评价各组大鼠的抑郁行为,采用ELISA法检测血清TRP-KYN代谢通路相关分子含量。结果加味温胆汤能增加CUMS抑郁大鼠的糖水偏爱率,提高旷场实验得分,具有显著的抗抑郁效应。和模型组比较,中药组和西药组能显著提高血清TRP、KYNA含量(P<0.05)、显著降低脲氨酸(3-Hydroxy kynurenine,3-HKYN)、3-羟邻氨苯甲酸(3-Hydroxy anthranilic acid,3-HAA)、喹啉酸(Quinolinic acid,QUIN)、KYN含量(P<0.05),中药组和西药组之间差异无明显差异。加味温胆汤能降低KYN/TRP、KYN/KYNA比值,升高KYN/QUIN比值,和模型组相比差异具有统计学意义(P<0.05)。结论加味温胆汤可以改善CUMS大鼠的抑郁行为具有抗抑郁效应,能调节TRP-KYN代谢通路,抑制神经毒性,促进神经保护代谢的作用。

色氨酸对肠屏障免疫的调控作用研究进展

肠道是机体重要的代谢场所,也是动物体内最大的免疫器官。肠道屏障维持着肠道内环境的稳定,是动物肠道健康的保障。色氨酸在机体中通过3条途径被代谢,产生的犬尿氨酸、犬尿酸、5-羟色胺、吲哚等代谢产物可通过芳香烃受体途径、旁分泌等途径调控肠道屏障免疫功能的稳定,促进机体肠道健康。本文综述了色氨酸对动物肠屏障免疫的调控作用及其机制,为色氨酸在动物生产中的应用及相关疾病的治疗提供理论依据。

基于肠道菌群参与的冠心病色氨酸代谢通路研究现状

肠道菌群是调控色氨酸代谢通路的重要微生物群,其结构和功能与心血管疾病联系密切。了解肠道菌群调控的色氨酸代谢通路研究有助于发现潜在的治疗靶标,为研究与色氨酸代谢失衡相关的冠心病提供理论指导和治疗策略。本文旨在系统阐述肠道菌群参与的色氨酸代谢途径,对与心血管疾病相关的肠道菌群和代谢产物进行综述。

液相色谱质谱法对47例非透析慢性肾脏病患者色氨酸-犬尿氨酸通路的分析

目的利用液相色谱-质谱(LC-MS)代谢组学方法探讨慢性肾脏病(chronic kidney disease,CKD)1-4期非透析患者色氨酸(tryptophan,Trp)-犬尿氨酸(kynurenine,Kyn)通路的改变及意义。方法2018年3月至2018年6月苏州大学附属第一医院肾内科CKD1~4期非透析患者47例,同期30例健康志愿者作为对照组。应用LC-MS法对受试者血浆进行代谢物分析。应用Human Metabolome Database(HMDB),MassBank,LipidMaps等数据库匹配不同CKD分期Kyn通路差异代谢物,绘制受试者曲线(receiver operating characteristic,ROC)评估差异代谢物敏感性与特异性。采用Metaboanalyst软件进行代谢通路拓扑分析。以Kyn/Trp比值(KT值)表示Kyn通路限速酶吲哚胺-2,3-双加氧酶(indoleamine-2,3-dioxygenase,IDO)活性。结果Kyn在CKD2期即有明显升高(P<0.05),犬尿喹啉酸(kynurenine acid,KA)在CKD3期明显升高(P<0.01),二者随CKD分期增加呈上升趋势(P<0.01)。KT值在CKD2期即有升高(P<0.05),且随CKD分期增加呈上升趋势(P<0.01)。Trp代谢在CKD早期即出现紊乱。结论Trp-Kyn通路在CKD早期即增强,Kyn、KA、IDO可能作为CKD早期诊断及进展的生物标志物。

左归降糖解郁方改善糖尿病并发抑郁症大鼠N-甲基D-天冬氨酸受体过激致海马突触损伤的作用机制

目的研究左归降糖解郁方通过调节吲哚胺-2,3-双加氧酶(indoleamine 2,3-dioxygenasel,IDO)信号抑制糖尿病并发抑郁症大鼠海马N-甲基D-天冬氨酸受体(N-methyl D-aspartate receptor,NR)过激致海马突触损伤的作用机制。方法建立糖尿病并发抑郁症大鼠模型,并随机分为空白组、模型组、IDO抑制剂(3 mg/kg)组、左归降糖解郁方(20.52 g/kg)组和阳性对照(二甲双胍0.18 g/kg+氟西汀1.8 mg/kg)组。各组大鼠ig给药28 d后,采用旷场实验、强迫游泳实验和Morris水迷宫检测大鼠抑郁样行为和记忆认知功能;采用Western blotting和qRT-PCR检测海马IDO蛋白和基因表达;采用ELISA试剂盒检测血清和海马中γ-干扰素(interferon-γ,IFN-γ)、CC族趋化因子配体2(CC chemokine ligand 2,CCL2)、色氨酸、5-羟色胺(5-hydroxytryptamine,5-HT)、犬尿氨酸、犬尿喹啉酸(kynurenine acid,KA)、喹啉酸、白细胞介素-1β(interleukin1β,IL-1β)、肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)和IL-6水平;采用免疫荧光法检测海马中离子钙接头蛋白-1(ionized calcium binding adaptor molecule-1,Iba-1)、胶质纤维酸性蛋白(glial fibrillary acidic protein,GFAP)、突触素(synaptophysin,Syn)、突触后致密蛋白-95(post synaptic density protein-95,PSD-95)的表达;采用Western blotting检测海马中腺苷A1R受体(adenosine A1 receptor,A1R)、腺苷A2AR受体(adenosine A2A receptor,A2AR)、腺苷A3R受体(adenosine A3 receptor,A3R)、N-甲基D-天冬氨酸受体2A(N-methyl D-aspartate receptor 2A,NR2A)、N-甲基D-天冬氨酸受体2B(N-methyl D-aspartate receptor 2B,NR2B)和脑源性神经营养因子(brain derived neurotrophic factor,BDNF)蛋白表达;采用苏木素-伊红染色、Nissl染色和TUNEL法检测海马病理损伤及凋亡情况。结果左归降糖解郁方能显著降低模型大鼠血糖水平(P<0.01),并改善抑郁样行为,表现为旷场实验总距离和中心时间显著增加(P<0.01)、强迫游泳不动时间显著缩短(P<0.01)、Morris水迷宫实验定位巡航时间显著降低(P<0.05)和空间探索时间显著增加(P<0.01)。左归降糖解郁方组和IDO抑制剂均能通过显著下调IDO蛋白和基因表达(P<0.001),并不同程度降低IFN-γ、CCL2、犬尿氨酸、喹啉酸水平(P<0.05、0.01),逆转色氨酸-犬尿氨酸代谢紊乱;同时显著抑制Iba-1、GFAP表达(P<0.05、0.01),并降低IL-1β、TNF-α、IL-6水平(P<0.05、0.01),抑制体内炎症水平;进而降低A2AR、NR2A、NR2B蛋白表达(P<0.05、0.01),增加A1R、A3R蛋白表达(P<0.05),改善NR过度激活;最终提高Syn、PSD-95、BDNF表达(P<0.05),显著改善海马病理损伤及降低神经元凋亡(P<0.05、0.01),对海马突触损伤和神经元产生保护作用。结论左归降糖解郁方通过抑制IDO水平,调节糖尿病并发抑郁症大鼠海马色氨酸-犬尿氨酸代谢通路,从而改善NR过激致海马突触损伤,发挥抗抑郁作用。

黄精多糖对急性抑郁小鼠模型的改善作用及机制

目的:探索黄精多糖对急性抑郁模型小鼠的改善作用及机制。方法:将60只ICR小鼠分为正常组、帕罗西汀对照组(10 mg/kg)、黄精多糖低剂量组(100 mg/kg)、黄精多糖中剂量组(200 mg/kg)和黄精多糖高剂量组(400 mg/kg)。预防给予黄精多糖3周后,通过体重监测和空场实验表现,研究黄精多糖对小鼠体重和自主活动的影响;通过悬尾实验和强迫游泳实验,研究黄精多糖对急性抑郁模型小鼠的行为影响;通过分析皮层中5-羟色胺(5-hydroxytryptamine,5-HT)、去甲肾上腺素(norepinephrine,NE)和多巴胺(dopamine,DA),血清中肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor,TNF-α)和白介素-10(interleukin-10,IL-10),海马中色氨酸(Tryptophan,TRP)及其代谢产物5-羟吲哚乙酸(5-hydroxyindolacetic acid,5-HIAA)和3-羟基犬尿氨酸(3-hydroxycaninuric acid,3-HK)等生化指标,探究黄精多糖抗抑郁作用的分子机制。结果:黄精多糖显著缩短了行为绝望模型小鼠在悬尾和强迫小鼠游泳实验中的不动时间(P<0.05);在空场实验中,各组小鼠运动路程和运动时间等自主活动度无显著性差异(P>0.05)。与空白组相比,黄精多糖组(200和400 mg/kg)小鼠脑组织5-HT、DA和NE水平显著升高(P<0.05),血清中TNF-α和IL-10活性降低(P<0.05),海马中TRP和3-HK水平下调(P<0.05)。结论:黄精多糖(200和400 mg/kg)可通过上调急性绝望抑郁模型动物脑内的单胺类神经递质、抑制神经炎性反应和调节色氨酸代谢通路起到改善抑郁的作用。

吲哚胺-2,3-双加氧酶活性与非小细胞肺癌进展的关系

目的吲哚胺-2,3-双加氧酶(indoleamine-2,3-dioxygenase,IDO)及其介导的色氨酸(tryptophan,Trp)-犬尿氨酸(kynurenine,Kyn)代谢途径参与了肿瘤免疫逃逸。本研究探讨IDO活性与非小细胞肺癌(NSCLC)临床特征的关系。方法利用高效液相色谱技术同期检测87例NSCLC患者、41例肺良性肿瘤患者及30例健康对照组血清中Kyn与Trp浓度,IDO活性以血清中两者比值Kyn/Trp表示。结果与30例健康对照组相比,NSCLC患者血清Trp水平明显降低[(36.91±9.26)μmol/L vs(44.37±10.18)μmol/L,P<0.01],其降低程度在NSCLC患者T4[(35.51±9.12)μmol/L]及N3[(34.58±10.53)μmol/L]亚组中尤为明显。但肺良性肿瘤组与健康对照组比较,Trp水平无明显差异。NSCLC组代表IDO活性的Kyn/Trp比值较健康对照组明显升高[(49.62±14.76)vs(30.32±11.43),P<0.01],其差异有统计学意义。在NSCLC各亚组中,M1亚组的IDO活性程度最高,达到了(55.06±18.54)。NSCLC组IDO活性在肿瘤切除术后1周时明显减弱。结论 NSCLC患者体内IDO活性明显增强,且与临床分期呈正相关。提示IDO可能参与了NSCLC的进展,代表其活性的Kyn/Trp比值可作为判断NSCLC是否有远处转移的潜在指标。

升降散治疗急性胰腺炎并发多器官功能障碍机制研究

目的:分析升降散对急性胰腺炎(AP)的治疗效果及其潜在的作用机制和靶点。方法:将24只雄性C57小鼠随机分为假手术组、模型组、治疗组与对照组。采用雨蛙素及脂多糖联合腹腔注射构建AP并发多器官功能障碍(MODS)模型。造模2 h后,假手术组和模型组均用0.9%氯化钠溶液按5 g/kg剂量灌胃,治疗组按5 g/kg剂量灌胃给药升降散,对照组按30 mg/kg剂量腹腔注射给药犬尿氨酸-3-单加氧酶(KMO)抑制剂GSK180。比较各组间小鼠血清淀粉酶、脂肪酶水平,色氨酸-犬尿氨酸通路的代谢产物水平及多个器官病理评分。结果:模型组小鼠的血清淀粉酶、脂肪酶水平较假手术组显著升高(P<0.05),而升降散和GSK180均显著降低淀粉酶、脂肪酶水平,且两者比较差异有统计学意义(P<0.05)。模型组多个器官病理评分较假手术组显著升高(均P<0.05);GSK180显著下调胰腺、肺脏、心脏、肝脏、肾脏病理评分(均P<0.05);升降散显著下调胰腺、肺脏、肾脏、结肠病理评分(P<0.05)。模型组小鼠血清中色氨酸-犬尿氨酸通路的关键代谢产物较假手术组明显改变(均P<0.05),如促炎产物犬尿氨酸(KYN)、3-羟基犬尿氨酸(3-HK)明显上升,抗炎产物犬尿喹啉酸(KYNA)明显下调。GSK180可显著下调KYN、3-HK。升降散可显著下调3-HK,上调KYNA(P<0.05)。结论:升降散对急性胰腺炎并发多器官障碍具有显著的保护作用,其机制可能与调节色氨酸-犬尿氨酸代谢通路,抑制KMO活性密切相关。

人参总皂苷对尾吊模拟微重力大鼠学习记忆损伤和焦虑的保护作用

目的:通过人参总皂苷干预尾吊大鼠,检测大鼠在水迷宫、高架十字迷宫中的表现以及下丘脑-垂体-肾上腺(HPA)轴、炎症因子以及色氨酸通路的相关因子表达,探讨人参总皂苷对尾吊大鼠学习记忆损伤及焦虑的影响。方法:将Wistar雄性大鼠分为正常组,尾吊模型组,石杉碱甲组(0.1 mg·kg^(-1)),人参总皂苷低、高剂量组(100,200 mg·kg^(-1)),每组8只。除正常组组外,其余组大鼠均24 h保持-30°尾部悬吊状态。正常组与模型组给予纯净水灌胃,灌胃体积为10 mL·kg^(-1),连续灌胃给药28 d后进行水迷宫和高架十字迷宫行为学检测。检测结束后腹主动脉取血,冰上剥离大鼠脑皮层,液氮猝灭,-80℃保存备用。采用液质联用(LC-MS/MS)检测大鼠脑皮层中多巴胺,乙酰胆碱,谷氨酸,γ-氨基丁酸的神经递质水平以及色氨酸通路代谢物(色氨酸,5-羟色胺,5-羟吲哚乙酸,犬尿氨酸,3-羟基犬尿氨酸,犬尿喹啉酸)。采用酶联免疫吸附测定(ELISA)试剂盒检测大鼠血清中炎症因子白细胞介素-6(IL-6),白细胞介素-10(IL-10)水平以及HPA轴相关激素促肾上腺皮质激素(ACTH),水平皮质酮(CORT)水平。结果:与正常组比较,模型组在水迷宫中逃避潜伏期显著性升高,穿台次数显著性降低,在高架十字迷宫中开臂进入次数与开臂进入次数百分比明显降低(P<0.05,P<0.01),皮层中多巴胺,乙酰胆碱,谷氨酸,γ-氨基丁酸含量降低,犬尿氨酸,犬尿喹啉酸成上升趋势,3-羟基犬尿氨酸,5-羟色胺,5-羟吲哚乙酸呈下降趋势,血清中IL-6,IL-10,ACTH,CORT水平显著升高(P<0.05,P<0.01);与模型组大鼠比较,人参总皂苷低、高剂量组在水迷宫中逃避潜伏期降低,增加穿台次数及高架十字迷宫的开臂次数,大鼠的多巴胺,乙酰胆碱,谷氨酸,γ-氨基丁酸含量升高,犬尿氨酸,犬尿喹啉酸呈下降趋势,3-羟基犬尿氨酸,5-羟色胺,5-羟吲哚乙酸呈上升趋势及下调了IL-6,IL-10,ACTH,CORT水平(P<0.05,P<0.01)。结论:尾吊28 d模拟微重力可损害大鼠的学习记忆能力并出现焦虑样行为,人参总皂苷具有改善其学习记忆损伤和焦虑样行为的作用,其机制可能是主要与抑制机体炎症和调节HPA轴失衡有关。

不同浓度IAA影响平菇菌丝生长的调控机制研究

采用添加不同浓度(10^(-3)、0和10^(-8)mol/L)IAA的PDA培养基分别培养P99平菇(Pleurotus ostreatus)菌丝7 d和15 d.收集菌丝体,提取总RNA并进行转录组测序.对测序信息进行生物信息学分析,包括差异表达基因(differentially expressed genes,DEGs)的筛选、聚类分析、gene onotology(GO)和kyoto encyclopedia of genes and genomes(KEGG)富集分析.最后采用实时荧光定量PCR验证色氨酸代谢通路中关键基因的表达.结果显示:与对照相比,高浓度(10^(-3)mol/L)和低浓度(10^(-8)mol/L)IAA处理后,在菌丝生长的第7 d,分别获得806个和412个DEGs;在菌丝生长后期,即第15 d,分别获得145个和26个DEGs.GO富集分析表明,两种浓度IAA处理条件下,DEGs主要富集在次生代谢、木质素代谢、几丁质代谢和氧化还原酶代谢等生物学过程中.KEGG富集分析结果表明,两种浓度IAA处理后,生长前期和后期的DEGs富集通路均包括了色氨酸代谢通路和MAPK代谢通路.实时荧光定量PCR结果显示,色氨酸代谢通路中关键基因DN3209和DN3495的表达水平和测序数据一致.以上结果表明,几丁质代谢、色氨酸代谢和MAPK信号通路可能参与了不同浓度的IAA对平菇菌丝生长的促进和抑制作用.