类二十烷酸代谢组学在心血管疾病研究中的应用与进展

类二十烷酸是一类由多不饱和脂肪酸代谢而成的脂质活性分子。近年来,类二十烷酸在心血管系统疾病中的作用和调控机制受到广泛关注。在哺乳动物体内,类二十烷酸主要由花生四烯酸和其他多不饱和脂肪酸经四种途径代谢生成,包括环氧化酶途径、脂氧化酶途径、细胞色素P450氧化酶途径以及自发氧化途径。由于类二十烷酸代谢调控呈现出高度复杂的网络特性,因此,代谢组学成为系统研究类二十烷酸代谢网络调控的有效策略。本文将对类二十烷酸的生物合成及其功能、类二十烷酸代谢组学的研究策略及其在心血管疾病中的应用和研究进展进行综述,以期为心血管系统生理过程调控机制提供理论基础以及为临床精准治疗提供新的思路和策略。     

20-羟-二十烷四烯酸对血管内皮细胞的作用研究进展

20-羟-二十烷四烯酸(20-hydroxyeicosatetraenoic acid,20-HETE)是花生四烯酸的细胞色素P-450代谢途径的一个重要代谢产物。近年来研究发现20-HETE对血管内皮细胞发挥重要的生理和病理生理作用。20-HETE可激活内皮细胞烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(nicotinamide adenine dinucleoti-de phosphate,NADPH)氧化酶系统和核因子-кB(nuclear factor-кB,NF-кB)通路发挥氧化应激和促炎作用;20-HETE可介导血管内皮细胞内皮型一氧化氮合酶(endothelial nitric oxide synthase,eNOS)的解离、降低NO的生物利用度及诱导血管紧张素转换酶,调节血管的舒张和收缩功能;20-HETE还可促进内皮细胞的增生而促进血管新生。但国内对20-HETE研究甚少,因此本文对近年来国际上关于20-HETE对血管内皮细胞的研究作一综述。     

15-脂氧合酶/15-羟廿碳四烯酸在缺氧性肺动脉高压中的作用和机制

肺动脉高压是一种病因复杂的罕见病,以肺动脉阻力增高,引起右心室后负荷增大,最终导致右心室功能衰竭而使患者死亡为特征。肺血管花生四烯酸信号通路异常在肺动脉高压中发挥重要作用。肺动脉高压患者肺动脉内皮细胞、平滑肌细胞和成纤维细胞中15-脂氧合酶(15-lipoxygenase, 15-LO)及其代谢产物15-羟廿碳四烯酸(15-hydroxyeicosatetraenoic acid,15-HETE)水平均升高。在缺氧条件下,15-LO/15-HETE引起肺动脉收缩,促进肺动脉内皮细胞和平滑肌细胞增殖,抑制肺动脉平滑肌细胞凋亡,促进肺血管外膜纤维化,进而导致肺动脉高压的发生。本文主要对15-LO/15-HETE与缺氧性肺动脉高压相关性的研究进行综述,以阐明15-LO/15-HETE在缺氧性肺动脉高压中发挥的核心作用。     

花生四烯酸细胞色素P450代谢途径在糖尿病中的作用研究进展

花生四烯酸(arachidonic acid,AA)是生物体内含量最丰富,其代谢产物最具生物活性的小分子物质之一.其代谢产物在众多生理及病理生理过程中发挥重要的调节作用.它们除参与细胞生长和分化、生殖和发育、体温及血压的维持等重要生理过程调节外,也在诸如炎症、疼痛、肿瘤、高血压、动脉粥样硬化等人类重大疾病的发生发展中发挥着极其重要的作用.AA及其代谢产物在糖尿病发生发展中的作用也逐渐引起关注,尤其是环氧化酶和脂氧酶代谢途径与糖尿病的关系研究较为广泛.花生四烯酸还可以经细胞色素P450途径产生表氧-二十碳三烯酸(EETs)和20-羟二十烷四烯酸(20-HETE).它们与糖尿病的关系研究甚少.近年来发现EETs和其水解酶与葡萄糖的吸收和胰岛素抵抗有关,20-HETE则参与糖尿病肾功能损伤和血管活性的改变.因而探讨花生四烯酸P450代谢途径对糖尿病的影响及其机制将有利于进一步阐明糖尿病的发病机理,为糖尿病的防治提出新的思路.本文就近五年有关花生四烯酸P450代谢途径与糖尿病关系的研究做一综述,以期为我国在该领域的研究提供新的方向.     

花生四烯酸Alox15/12-HETE代谢通路抑制血管钙化的发生

本研究旨在探索血管钙化中花生四烯酸脂氧酶代谢产物的变化及作用。采用5/6肾切除及高磷饲喂的方法建立小鼠血管钙化的模型。在造模6周后,检测主动脉全长血管钙含量,主动脉弓部进行茜素红染色和Von Kossa染色检测钙沉积情况。收集对照血管和钙化血管组织进行花生四烯酸代谢产物的质谱检测,分析脂氧酶通路代谢小分子的变化。通过实时定量PCR方法检测钙化血管脂氧酶的表达改变。使用脂氧酶抑制剂明确脂氧酶代谢通路对血管钙化的影响。结果显示,造模6周后,肾切除组小鼠血管钙含量比假手术组显著升高(P 0.05),茜素红染色和Von Kossa染色显示肾切除小鼠主动脉弓部有明显的钙沉积,表明小鼠血管钙化造模成功。收取造模6周的钙化血管和对照血管,通过液相色谱-质谱(LC-MS)方法检测到9种花生四烯酸脂氧酶代谢产物,多种代谢产物(12-HETE、11-HETE、15-HETE等)的含量在钙化血管中显著升高,其中12-HETE含量最高并且升高最显著。进一步检测钙化血管中产生12-HETE的代谢酶的mRNA水平,发现花生四烯酸脂氧酶15(arachidonate 15-lipoxygenase, Alox15)表达增加。Alox15特异性抑制剂PD146176可显著降低血浆12-HETE水平,促进主动脉弓部的钙沉积、增加血管钙含量。这些结果显示花生四烯酸脂氧酶代谢在钙化血管中活化,Alox15/12-HETE通路可能对血管钙化发挥保护作用。     

20-HETE在心血管疾病中的作用

20-羟二十四烷四烯酸(20-hydroxyeicosatetraenoic acid,20-HETE)在哺乳动物中由CYP4A酶和4F酶系催化花生四烯酸(arachidonic acid,AA)w-羟基代谢生成的产物之一。随着研究深入,人们发现20-HETE是一种有效的血管活性脂,它可以刺激血管平滑肌的收缩、迁移和增殖,并且能引起内皮功能障碍以及炎症反应。在心血管系统中,20-HETE具有很强的缩血管作用,与多种心血管疾病的发生发展密切相关,其水平的上调对于炎症反应、氧化应激以及内皮功能障碍都有着促进作用。本文就近年来20-HETE在心血管疾病中作用的研究做一简要综述。     

高浓度葡萄糖下调INS-1细胞血红素氧合酶1表达水平的研究

目的:观察高糖毒性对大鼠胰岛细胞系INS-1细胞中血红素氧合酶1蛋白表达的损害作用,并研究信号分子刺激下细胞损伤的自我保护机制.方法:分别采用不同葡萄糖浓度孵育或葡萄糖代谢物葡萄糖胺持续孵育培养INS-1细胞,造成高糖毒性损伤,进而采用胰岛素以及核转录因子Nrf2激动剂莱芜硫烷刺激细胞保护信号机制改善损伤,蛋白印迹法检测细胞中血红素氧合酶1的表达情况.结果:高浓度葡萄糖溶液中(25 mM)孵育INS-1细胞48小时,血红素氧合酶1的表达水平较正常情况显著下降(P＜0.05).高浓度葡萄糖与葡萄糖胺共刺激对实验细胞中血红素氧合酶1的表达下调具有协同作用.胰岛素对实验细胞中血红素氧合酶1表达具有上调作用,但上调作用强度随培养环境中葡萄糖浓度的增高而降低.核转录因子Nrf2激动剂莱芜硫烷孵育处理实验细胞后,胞内血红素氧合酶1表达水平在葡萄糖胺刺激下上调,且与培养环境中葡萄糖浓度水平无关(P＜0.05).结论:高糖毒性可损害胰岛β细胞内抗氧化酶-血红素氧合酶Ⅰ的表达,而胰岛素可激活下游通路尤其是Nrf2信号通路,对抗高糖诱导的氧化应激损伤,从而保护胰岛细胞.     

9,10-环甲基十七烷酸诱导灵芝三萜酸合成的信号转导和基因表达分析

为探究9,10-环甲基十七烷酸（9,10-CMA）诱导灵芝三萜酸合成的相关信号机制,分析了NO信号的介导作用。结果表明,在NO信号分子介导下,9,10-CMA可有效地刺激灵芝菌丝体中三萜合成关键酶细胞色素CYP450和苯丙氨酸解氨酶（PAL）的活化以及三萜酸的合成。NO可作为灵芝菌丝体中CYP450产生和PAL活化的上游分子发挥作用。在9,10-CMA诱导下,通过荧光定量PCR分析了6个关键酶基因在灵芝三萜酸合成过程的动态表达。结果表明,在9,10-CMA诱导下与灵芝三萜酸合成相关的角鲨烯合成酶基因sqs、细胞色素P450单加氧酶CYP5150L8基因和3‐羟基‐3‐甲基戊二酰辅酶A还原酶基因hmgr的上调最显著,提示这3个酶在三萜诱导过程中具有重要作用。     

花生四烯酸的细胞色素P450酶代谢途径产物EETs和20-HETE在血管功能调控中的作用

花生四烯酸(arachidonic acids, AA)广泛存在于生物体内,并可通过多种途径代谢成为具有强大生物学功能的脂质小分子。其中,经细胞色素P450酶代谢途径产生的环氧二十碳三烯酸(epoxyeicosatrienoic acids, EETs)及20-羟基二十碳四烯酸(20-hydroxyeicosatetraenoic acid, 20-HETE)的作用备受关注,尤其是在血管稳态中的作用。血管功能调控是维持血管稳态的基础,主要通过对血管的结构和(或)生物学活性的影响而实现。近30年来,EETs及20-HETE在血管功能调控中的作用及机制被广泛研究。本文分别就EETs和20-HETE在血管新生和血管炎症反应等方面的研究进展逐一进行综述。总的来说,在生物学活性方面,EETs主要体现为舒张血管和抑制血管炎症,而20-HETE则可以促进血管收缩和血管炎症。两者在血管新生方面的作用类似,都可以促进血管新生。另外,本文还对EETs和20-HETE在常见的血管性疾病(如高血压和心肌缺血)中的作用进行了探讨,对其中的作用机制进行了分析和总结,并对基于EETs和20-HETE的血管性疾病靶向治疗提出了展望。     

脂氧素与炎症的消退

脂氧素(lipoxin,LXs)又被称为脂肪氧合酶相互作用的产物,是在由损伤,感染,炎症等刺激引起的多细胞宿主反应中产生的,是含有三羟四烯结构的类花生酸类物质。LXs是第一个被确定和被克隆的类二十烷酸的并具有生物活性的內源脂质介质,是在体内细胞与细胞的相互作用中形成。目前许多研究发现,LXs能够调节多种炎症相关基因的表达和多种炎症细胞的功能,从而呈现出高效的的促炎症消退的作用。LXs这种独特的抗炎、促消退的功能,使得它成为近年来许多炎症研究的焦点。     

人肠道菌对天然产物代谢及转化的研究进展

天然产物的人肠道菌代谢及转化研究已引起各国学者的重视,并作为热点课题进行了大量研究工作。本文对近二十年来各国学者关于黄酮类、萜类、苯丙素类、生物碱类、甾体类及其他天然产物的人肠道菌代谢及转化研究工作进行了综述,总结了各类天然产物在人肠道菌作用下的代谢路径及转化规律,以期为该领域的进一步深入研究提供参考。     

真菌代谢产物的药物发现——资源、问题和策略

本期菌物学报“真菌生物活性代谢产物的药物发现专刊”刊登了7篇深度论述的综述性文章,19篇研究论文及2篇简报。内容涉及植物内生真菌产紫杉醇/紫杉烷的研究现状及最新进展、虫草菌素产生菌的培养策略及其药理学研究进展、灵芝三萜和胞外多糖生物合成的调控策略、淡水和海水真菌活性代谢产物研究进展等。本期内容还涉及内生真菌的分离和鉴定、海洋真菌的代谢产物分离、大型真菌的培养、代谢产物的分离及其药理学研究、酚类化合物测定方法、蛋白质组学以及生物转化等研究,基本体现了我国真菌代谢产物新药发现研究的最新进展,对真菌代谢产物合成调控、活性代谢产物分离和结构鉴定以及药理学研究等都具有重要的参考价值。     

丁香属次生代谢产物及其与系统演化和地理环境的关联

环境塑造的植物次生代谢产物富于变化,也可能带有系统演化的信息。由于完整或具有系统学代表性的专属植物收集存在较大困难,使得次生代谢产物与系统学的关联研究尚不多见。通过文献汇总获得了存在于丁香属(Syringa)植物根、茎、叶和花中的10类377个次生代谢产物,主要涉及甲戊二羟酸途径、脱氧木酮糖磷酸酯途径以及莽草酸途径。在...     

胞内磷脂酶A2及其抑制剂

胞内的胞内磷脂酶 A2 ( phospholipase A2 ,PLA2 )是一组数量众多的酶。它们能将膜上的磷脂水解为脂肪酸和溶血磷脂。这些脂类的产物可以充当细胞内的第二信使 ,也可以进一步代谢成为有效的炎症反应介导物 ,诸如类二十烷酸和血小板刺激因子。最近几种非神经细胞的胞内 PL A2 的抑制剂已被发现。但它们在发生神经紊乱的人体和动物模型中的神经化学效应及作用机理还不清楚。在同炎症反应和氧化反应 ( oxidative stress)相关的神经疾病中 ,胞内 PLA2 的活性升高了。这种升高可以被专一、有效、无毒性、能够无伤害地通过血脑屏障的 PLA2 …     

三硝基甲苯致白内障机理及其在晶状体内代谢的研究

在建立TNT大鼠白内障的基础上,用HPLC分析了晶状体内TNT及其代谢产物,并用ESR及NBT方法检测了TNT在晶状体内的代谢过程所产生的自由基。结果表明,慢性染毒24个月的大鼠白内障晶状体内含有TNT原形和4氨基2,6二硝基甲苯代谢产物,以及在体外与正常晶状体微粒体孵育可产生TNT硝基阴离子自由基和超氧阴离子自由基。上述结果提示,TNT可进入晶状体内,在其还原代谢过程中产生硝基阴离子自由基中间产物,在有氧条件下进而产生超氧阴离子自由基,这可能是TNT导致白内障的启动因素。     

极地放线菌次级代谢产物及药理活性研究进展CSCD

极地微生物处在南北极严峻、极端的自然环境下,体内的一些“沉默基因”可能会被激活,形成了独特的生存机制和生物合成途径,能够产生化学结构多样、活性显著的次级代谢产物。近年来,从极地放线菌中分离鉴定出一系列结构新颖、活性突出的次级代谢产物。本文综述了1999至2021年间的极地放线菌次级代谢产物及药理活性的研究进展,将极地放线菌来源的104个次级代谢产物按肽类、生物碱类、萜类、大环内酯类、聚酮类、大环内酰胺类等化学类别,着重介绍结构新颖和活性突出的次级代谢产物,为进一步开发利用极地放线菌、研发创新药物提供参考。     

罗汉松内生真菌Pestalotiopsis heterocornis的代谢产物研究

从罗汉松内生真菌Pestalotiopsis heterocornis的发酵培养液中分离得到10个代谢产物,应用质谱、核磁共振等现代波谱学方法鉴定为jesterone(1),hydroxy-jesterone(2),ambuic acid(3),6β-羟基-豆甾-4-烯-3-酮(4),(24S)-麦角甾-5-烯-3β,7α-二醇(5),7,22-二烯-3β,5α,7β-三羟基-麦角甾醇(6),麦角甾-7,22-二烯-3-酮(7),(4E,8E,2S,3R,2'R)-N-2'-羟基棕榈酰-9-甲基-4,8-sphingadienin(8),鲨肝醇(9),棕榈酸(10)。以上化合物均为首次从内生真菌P. heterocornis的代谢产物中分离得到,化合物4,6,7为首次从拟盘多毛孢属真菌代谢产物中分离得到。     

微生物的正烷烃代谢I．假丝酵母的正烷烃代谢产物的研究

我们研究了假丝酵母属不同菌种代谢正烷烃的产物,观察到其发酵液中均产生醇、酸、酯,由此可认为醇、酸、酯是烷烃代谢中正常而普遍的产物。由于菌种不同,代谢产物和途径亦不相同,如AS 2．1207菌能一端甲基氧化烷烃生成一羧酸,亦能两端甲基氧化生成二羧酸。而1230号菌及其突变株u㈦-则主要两端甲基氧化生成二羧酸。此外,As2．1 207悄能利用烷烃产生不饱和一羧酸及比基质链长的一羧酸,说明它姓一株具有脱氯驶加长碳链能力的黹株。     

蚕豆对蚕豆蚜刺吸胁迫的生理防御策略

本文以蚕豆-蚕豆蚜人工实验系统为对象,研究了蚕豆因蚕豆蚜刺吸胁迫而引起的生理应激反应。发现蚕豆蚜的胁迫使蚕豆的能量代谢加强,苯丙烷类代谢途径的关键酶PAL活性升高,苯丙烷类的代谢产物抗性物质氯原酸含量增加,与木质素合成有关的过氧化物酶活性增大,主要代谢途径的产物水溶性蛋白成份相对地减少,细胞膜透性明显地加大。当蚕豆蚜的胁迫解除后,有不同程度的逆转。实验结果显示了蚕豆对蚕豆蚜刺吸胁迫的防御,是全面综合的应激反应,一种间断的、可逆转的自我调节过程。     

一碳代谢路径通路在癌症发生中作用研究进展

我国癌症发病群体不断年轻化,发病率不断增加。最近科学研究表明,细胞代谢相关调控基因已成为新的癌症诊断标记和治疗靶点。一碳代谢对于细胞代谢必不可少,一碳代谢需要叶酸、丝氨酸和蛋氨酸等细胞必需的生物代谢物质参与,同时也产生嘌呤、腺苷和胸苷酸等生物代谢物质。一碳代谢包括三类关键反应:叶酸循环、蛋氨酸循环、反硫化途径。在叶酸循环中,叶酸及叶酸循环中间产物可以通过产生嘌呤和胸苷酸调控癌症细胞的生长和增殖。在蛋氨酸循环中产生的多胺和甲基等中间产物也能调控癌症细胞的生长和增值。反硫化途径是谷胱甘肽合成的重要途径,谷胱甘肽能够生成与肿瘤细胞密切相关的活性氧。该研究将简要综述一碳代谢在癌症发生中的作用,概况了近年来一碳代谢通路重要因子及中间产物作为靶点对癌症治疗的意义。