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。

中药通过色氨酸-犬尿氨酸代谢途径治疗抑郁症的研究进展

抑郁症是一种危害人类身心健康的疾病,其发病率日益上升,中药在临床治疗抑郁症方面已显优势。近年来,由炎症引发的色氨酸-犬尿氨酸途径及其代谢物水平的改变参与抑郁症发病机制的研究越来越受到广泛关注,针对这一机制,本文系统梳理了中药调控色氨酸-犬尿氨酸代谢机制的研究进展,为抗抑郁中药开发提供依据。

色氨酸-犬尿氨酸代谢通路与神经退行性疾病及中医药干预作用的研究进展

色氨酸代谢是一个可高度调控的生理过程,犬尿氨酸通路是色氨酸代谢的主要途径,色氨酸-犬尿氨酸代谢通路涉及一系列酶促反应,代谢生成的多种生物活性物质统称为“犬尿氨酸能物质”。越来越多的研究表明,这些犬尿氨酸能物质与很多神经系统疾病的发生、发展有着密切关联,异常的色氨酸-犬尿酸代谢与诸如帕金森氏病、亨廷顿病和阿尔茨海默症等神经退行性疾病认知功能低下有关。文章就色氨酸-犬尿氨酸通路的代谢、生成的神经生物学活性物质、相关的神经系统疾病以及以此为靶点的中医药干预作用进行综述,为研究和治疗相应神经系统疾病提供一定策略与参考。

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。

超高效液相色谱-串联质谱法定量分析尿液中色氨酸及其代谢产物

基于超高效液相色谱-串联质谱(UPLC-MS/MS)建立定量分析色氨酸(Trp)及代谢产物3-OH-犬尿氨酸(3-OH-Kyn)、3-OH-邻氨基苯甲酸(3-OH-AA)、黄尿酸(XA)、犬尿氨酸(Kyn)、5-羟基吲哚乙酸(5-HIAA)、犬尿喹啉酸(KA)和5-羟色胺(5-HT)的方法,应用该方法分析其在尿样中的含量,探讨排泄规律。将尿样稀释、离心后,加入丹磺酰氯(DNS-Cl)衍生,经Thermo C18色谱柱(50 mm×3 mm,2.7μm)分离和0.1%甲酸和甲醇梯度洗脱后,采用电喷雾电离(ESI)源,在正离子扫描和多反应监测(MRM)模式下检测。以咖啡酸(CA)为内标,定量分析。结果显示,8种目标化合物的线性关系良好,相关系数(R2)≥0.9740,检测灵敏(LOD为0.005~0.5 ng/mL),回收率高(93.24%~107.65%)。采用本方法检测分析了健康志愿者70个尿液样本,在尿样中检测到Trp原型及其7种代谢产物。结果表明,体内的Trp是通过原型和代谢两种方式排泄:Trp原型的含量为5.22~20.88μg/mL;尿液中经代谢后排泄的Trp量是原型的124%~268%,即体内的Trp主要经代谢后排出体外。方法主要研究了Trp-5-HT和Trp-Kyn两条途径的代谢产物含量,Trp经Kyn降解生成的3-OH-AA和3-OH-Kyn含量较多,即Trp-Kyn是体内Trp的主要代谢途径。方法通过UPLC-MS/MS实现了尿液中Trp及其代谢产物含量的检测,能为临床检查提供技术和理论支持。

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。

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。

培元解郁方对慢性应激BALB/c小鼠的抗抑郁作用及TRY-KYN代谢途径的调节

目的:研究四逆散、天丝饮、培元解郁方的抗抑郁作用及其对血清皮质酮含量和色氨酸(TRP)-犬尿氨酸(KYN)途径关键代谢酶色氨酸2,3-双加氧酶(TDO)的影响。方法:使用束缚加噪声造成小鼠抑郁模型,采用Noldus Etho Vision XT9系统采集分析小鼠强迫游泳不动时间,采用HPLC-MS/MS技术检测血清色氨酸(TRP)、犬尿氨酸(KYN)、犬尿烯酸(KA)、喹啉酸(Q)、皮质酮(C)含量,实时荧光定量PCR检测肝组织中TDO的mRNA表达水平。结果:束缚加噪声应激5d后可以引起模型组小鼠强迫游泳不动时间延长,血清皮质酮含量增高,KYN/TRP、KYN/KA比值升高,KYN/Q比值降低。四逆散、天丝饮、培元解郁方能缩短小鼠不动时间(P<0.01),降低血清皮质酮含量(P<0.05),提高KYN/TRP、KYN/Q比值(P<0.05),降低KYN/KA比值。结论:四逆散、天丝饮、培元解郁方具有抗抑郁药物样作用,这一作用与对抗应激引发的血清皮质酮升高,抑制色氨酸-犬尿氨酸代谢途径中的神经毒性代谢产物产生并提高神经保护作用有关。

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。

培元解郁方对急慢性应激BALb/c小鼠的抗抑郁作用及TRY-KYN代谢途径的调节

目的研究四逆散、天丝饮及其合方培元解郁方的抗抑郁作用及其对血清皮质酮含量和色氨酸(TRP)-犬尿氨酸(KYN)途径关键代谢酶色氨酸2,3-双加氧酶(TDO)的影响。方法使用强迫游泳和束缚加噪声分别造成小鼠急慢性抑郁模型,采用Noldus Etho Vision XT9系统采集分析小鼠强迫游泳不动时间,采用HPLC-MS/MS技术检测血清色氨酸(TRP)、犬尿氨酸(KYN)、犬尿烯酸(KA)、喹啉酸(Q)、皮质酮(C)含量,实时荧光定量PCR检测肝组织中TDO的m RNA表达水平。结果急性应激后,与模型组比较,天丝饮、培元解郁方能缩短小鼠不动时间(P<0.01),减少血清皮质酮的含量(P<0.01,P<0.05),降低TDOm RNA的表达(P<0.05)。其中,天丝饮能提高KYN/Q比值(P<0.05),表现出抑制喹啉酸作用。慢性应激后,四逆散、天丝饮、培元解郁方均能缩短慢性应激小鼠游泳不动时间(P<0.05),降低血清皮质酮含量(P<0.01,P<0.01,P<0.05),增加KYN/TRP比值(P<0.01),KYN/Q比值(P<0.01)。同时,培元解郁方降低KYN/KA比值(P<0.01)。三方对对慢性应激TDO m RNA表达无明显影响。结论天丝饮、培元解郁方具有较明显的抗抑郁药物样作用,这一作用与对抗皮质酮和抑制色氨酸-犬尿氨酸通路神经毒性代谢产物产生,提高神经保护作用有关。

培元解郁方对急性糖皮质激素诱导SD大鼠的抗抑郁作用及TRY-KYN代谢途径的调节

目的:研究培元解郁方的抗抑郁作用以及对色氨酸(TRY)-犬尿氨酸(KYN)代谢的调节机制。方法:建立氢化可的松大鼠抑郁模型,以蔗糖消耗反映大鼠的抑郁状态,采用高效液相-质谱联用(HPLC-MS/MS)技术检测脑组织KYN、TRY、喹啉酸(QUIN)、犬尿烯酸(KA)含量,实时荧光定量PCR技术测定肝组织中色氨酸2,3-双加氧酶(TDO)mRNA表达水平和脑组织海马中吲哚胺2,3-双加氧酶(IDO)、5-HT1A的mRNA表达。结果:造模21 d后,大鼠对蔗糖的偏好降低,KYN/TRY比值升高,QUIN含量升高,KA含量降低,TDO mRNA的表达水平增加,5-HT1AmRNA的表达水平降低,差异有统计学意义(P<0.05)。各给药组能提高大鼠对蔗糖的偏好,差异有统计学意义(P<0.05)。各给药组均能显著降低KYN/TRY比值,差异有统计学意义(P<0.05),培元解郁方中剂量组和天丝饮组能显著提高KA的含量,降低QUIN的含量,差异有统计学意义(P<0.05)。天丝饮能明显降低肝脏中TDO和海马中IDO mRNA的表达,差异有统计学意义(P<0.05)。四逆散和培元解郁方中、高剂量能够增加海马中5-HT1AmRNA的表达,差异有统计学意义(P<0.05)。结论:天丝饮、四逆散和培元解郁方均有抗抑郁药样作用,机制与降低TRY-KYN代谢的关键酶mRNA表达,降低神经毒性代谢产物和增加神经保护性代谢产物,从而提高神经元保护作用,以及增加5-HT1A的mRNA表达有关。

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。

培元解郁方对IFNγ诱导抑郁模型大鼠的抗抑郁作用及TRY-KYN代谢途径的调节

目的:研究培元解郁方的抗抑郁作用及其对色氨酸(TRP)-犬尿氨酸(KYN)代谢的影响。方法:使用干扰素γ(IFNγ)腹腔注射(100U/300g)造成大鼠抑郁模型,检测大鼠1%蔗糖水消耗,采用Noldus Etho Vision XT9系统采集分析大鼠敞箱、Morris水迷宫行为,采用HPLC-MS/MS技术检测脑组织TRP、KYN含量,实时荧光定量PCR检测脑组织中吲哚胺2,3-双加痒酶(IDO)mRNA表达。结果:IFNγ注射14d后可以引起模型组大鼠敞箱水平活动、垂直活动减少(P<0.01,P<0.05),蔗糖水消耗与正常组比较显著减少(P<0.01),Morris水迷宫定位航行试验中潜伏期延长(P<0.05),空间搜索试验穿越平台次数减少(P<0.01)。脑组织IDO活性增高,IDO mRNA表达增多(P<0.05)。培元解郁方能增加大鼠水平活动及垂直活动次数,增加大鼠蔗糖消耗率(P<0.05),缩短水迷宫中潜伏期(P<0.01),增加穿越平台的次数(P<0.05),并能抑制IDO活性和IDO mRNA表达(P<0.05)。结论:培元解郁方具有抗抑郁药物样作用,其机制与IDO抑制有关。培元解郁方在改善敞箱行为和学习记忆行为方面优于四逆散和天丝饮,可能与合方后IDO抑制作用增强有关。