氨基酸代谢重编程在肿瘤发生发展中的作用

肿瘤的发生发展不仅取决于基因的突变或缺失，还随着肿瘤细胞的代谢重塑或异常改变而发生改变。在营养缺乏的条件下，肿瘤细胞的代谢重编程赋予癌细胞快速增殖的能力。其中，氨基酸代谢重编程是肿瘤代谢异常改变的重要特征之一。研究发现，氨基酸不仅能够作为氮供体为肿瘤细胞的增殖、侵袭和免疫逃逸过程提供核苷酸等生物大分子的合成原料，而且还是肿瘤微环境中免疫细胞活化和发挥抗肿瘤作用的重要代谢物质。氨基酸代谢的异常改变与肿瘤的发生发展和肿瘤免疫密切相关，其代谢途径中的部分关键蛋白质或关键酶可作为肿瘤诊断和治疗的生物标志物。因此，本文围绕氨基酸转运体对癌细胞增殖的影响和肿瘤代谢循环过程中的谷氨酰胺、天冬酰胺、丝氨酸和甘氨酸等氨基酸代谢的异常改变进行总结，介绍了氨基酸代谢与肿瘤细胞mTOR信号通路、肿瘤微环境和免疫细胞功能的相关性，对靶向氨基酸代谢的肿瘤治疗药物进行了分析和展望。期望该工作为深入了解氨基酸代谢对肿瘤发生发展的调控及其可能存在的肿瘤治疗靶点提供有用的参考。     

代谢重编程在调控肿瘤免疫微环境中的作用

肿瘤免疫治疗的成功揭示了宿主免疫在抵抗癌细胞增殖方面的重要作用以及抗肿瘤免疫治疗的可行性.但是具有免疫抑制作用的肿瘤微环境仍然是限制肿瘤免疫治疗进展的重要瓶颈.肿瘤微环境会诱发肿瘤细胞代谢发生重编程,此过程会导致肿瘤细胞与宿主免疫细胞竞争利用营养物质,肿瘤细胞来源的代谢产物或废物可通过多种方式影响免疫细胞的激活及效应功能的发挥,最终达到促使肿瘤细胞存活及增殖的目的.因此,本文就微环境条件下肿瘤细胞代谢重编程及其代谢产物对免疫微环境的影响展开讨论,以期为肿瘤免疫治疗提供理论基础及新的思路.     

肿瘤微环境代谢对T细胞的影响

肿瘤微环境(tumor microenvironment,TME)包含肿瘤组织中各种细胞如肿瘤细胞、免疫细胞、成纤维细胞等,还包含这些细胞分泌的各种可溶性因子,以及代谢底物(如葡萄糖)和代谢产物(如乳酸)等等。由于肿瘤细胞和免疫细胞对营养共同的大量需求,肿瘤微环境中的肿瘤细胞和T细胞之间会发生营养代谢竞争。这种微环境中的营养竞争已经被证明和抗肿瘤免疫抑制的发生密切相关,但同时这种关联也是复杂的和多因素的。肿瘤微环境中的共抑制分子的表达、葡萄糖的竞争、氨基酸的竞争、氧的竞争以及乳酸的分泌等等,共同成为了免疫抑制表型的重要促进因素。这些研究也给肿瘤的治疗提供了新的方向。本文从肿瘤细胞和T细胞代谢重编程出发,介绍不同的微环境因素对T细胞的影响。     

中枢神经系统D-氨基酸氧化酶的研究进展

新近研究证实,哺乳动物神经系统中存在内源性D-氨基酸氧化酶,参与脑内D-氨基酸的代谢.遗传学研究发现,D-氨基酸氧化酶基因与精神分裂症的发生密切相关.分子生物学研究表明,在D-氨基酸氧化酶基因启动子区域存在一些转录因子的结合位点.这些研究结果提示,中枢神经系统的D-氨基酸氧化酶除了参与D-氨基酸的代谢以外,可能还具有其它的生理功能.本文就中枢神经系统D-氨基酸氧化酶的研究进展作一综述.     

综述: 代谢重编程在调控肿瘤免疫微环境中的作用

肿瘤免疫治疗的成功揭示了宿主免疫在抵抗癌细胞增殖方面的重要作用以及抗肿瘤免疫治疗的可行性．但是具有免疫抑制作用的肿瘤微环境仍然是限制肿瘤免疫治疗进展的重要瓶颈．肿瘤微环境会诱发肿瘤细胞代谢发生重编程,此过程会导致肿瘤细胞与宿主免疫细胞竞争利用营养物质,肿瘤细胞来源的代谢产物或废物可通过多种方式影响免疫细胞的激活及效应功能的发挥,最终达到促使肿瘤细胞存活及增殖的目的．因此,本文就微环境条件下肿瘤细胞代谢重编程及其代谢产物对免疫微环境的影响展开讨论,以期为肿瘤免疫治疗提供理论基础及新的思路．     

高等植物对氨基酸态氮的吸收与利用研究进展

植物能够在不经矿化的情况下直接吸收利用环境中的分子态氨基酸.氨基酸作为植物和微生物的优良碳源和氮源,二者对其吸收存在着激烈竞争,氨基酸态氮来源广、半衰期短的特点使其具有巨大的流通量.运用氮同位素示踪方法研究氨基酸对植物的氮营养贡献一直是国内外学者研究的热点,对揭示土壤肥力本质具有重要意义.本文对不同生态系统中氨基酸形态特征、代谢机制及营养贡献进行了简要综述,分析了氨基酸态氮在植物-土壤-微生物系统中的循环机制及生物有效性等方面研究现状和发展趋势,并提出了土壤氨基酸生物有效性环境调控、氨基酸碳-氮代谢及提高农田生态系统有机氮管理等待解决的科学问题.     

小胶质细胞代谢重编程在神经退行性疾病中的作用

小胶质细胞作为大脑重要的固有免疫细胞,在神经免疫反应中发挥重要作用.小胶质细胞具有高度可塑性,可根据不同信号刺激表现出不同功能表型,而小胶质细胞代谢重编程可解释不同代谢途径对小胶质细胞功能表型和极化状态的调控影响.本文将重点讨论代谢重编程对小胶质细胞可塑性和功能的影响及其与神经退行性疾病之间的关系.     

基于代谢组方法筛选蜜蜂副伤寒相关差异代谢物的研究

[目的]蜜蜂副伤寒是西方蜜蜂Apis mellifera越冬期的主要易感疾病.本研究旨在探究蜜蜂副伤寒疾病相关的代谢物和代谢通路.[方法]以越冬末期的西方蜜蜂为研究对象,利用基于高效液相质谱联用的非靶向代谢组学方法检测副伤寒患病群和正常越冬群工蜂肠道中代谢物的变化.[结果]蜜蜂副伤寒患病个体和正常蜜蜂个体在正、负离子模式下分别获得626个和518个差异代谢物,在正、负离子模式下最显著差异的10种代谢物中筛选到镰刀菌氧萘满酮、奎尼丁、褪黑素、去氧紫草素等与蜜蜂物质代谢障碍、细胞凋亡和抗氧化应激相关的差异代谢物.此外,差异代谢物显著富集于与氨基酸代谢密切相关的氨酰-tRNA合成、蛋白质消化吸收、谷胱甘肽代谢、矿物质代谢、多种氨基酸代谢等7个代谢通路.[结论]蜜蜂患副伤寒后肠道中代谢物水平发生显著变化,其中氨基酸和蛋白质的代谢异常可能是蜜蜂副伤寒发病的主要原因.     

改革开放40年以来猪氨基酸营养研究进展

生猪产业是畜牧业的重要组成部分,也是我国农业现代化建设的支柱产业.猪的健康生长离不开氨基酸营养,日粮添加氨基酸不仅为猪提供必要的蛋白合成单元,同时还能够参与机体多种生理代谢过程.本文主要回顾我国建国以来尤其是改革开放后,我国猪氨基酸营养研究从无到有的历程.同时,讨论了目前我国在猪氨基酸营养研究方向的进展.最后,通过对我国养猪和饲料行业分析,展望未来猪氨基酸营养研究方向.     

放线菌中亮氨酸应答调控蛋白的生物学功能及其调控机理

放线菌是一类革兰氏阳性细菌,可产生氨基酸等初级代谢产物和抗生素等次级代谢产物,其广泛用于食品、医药、添加剂及化妆品行业。此外,还有少数放线菌,如分枝杆菌等,是可以引起人和动植物病害的病原菌。亮氨酸应答调控蛋白(Leucine-responsive regulatory protein,Lrp)是一类在氨基酸代谢及其相关代谢过程中的重要转录调控子,能够应答各种氨基酸,参与调控微生物细胞的多个生理过程,例如氨基酸代谢和转运、中心代谢、细菌的持久性和毒力等。本文总结了放线菌Lrp的生物学功能,并综述了放线菌中不同种属Lrp以及天蓝色链霉菌和红色糖多孢菌Lrp调控机理的研究进展。     

极端嗜盐古菌Natrinema sp.J7-2的转录组学研究

[目的]从转录组的角度研究极端嗜盐古菌Natrinema sp.J7-2的盐适应性。[方法]利用Illumina Hi Seq 2000双末端测序技术对生长在不同盐浓度下(15%Na Cl、25%Na Cl、30%Na Cl)的Natrinema sp.J7-2的转录组测序分析,并对差异表达基因进行了GO与KEGG富集。[结果]转录组测序结果表明,培养在3种不同盐浓度下的Natrinema sp.J7-2差异表达基因主要富集到氨基酸代谢、卟啉与叶绿素代谢两条途径上,氨基酸代谢主要涉及谷氨酸、天冬氨酸、丙氨酸代谢;在3组盐培养物中,有1 320个基因存在差异,其中83个共同差异表达的基因。[结论]通过转录组分析揭示Natrinema sp.J7-2菌株主要通过调控氨基酸代谢与能量代谢来适应不同盐环境。     

大肠菌群与氮营养素互作及其对机体健康的影响

蛋白质不仅是构建机体组织的主要原料,而且对动物新陈代谢活动至关重要。数目庞大的肠道细菌在机体营养素,尤其是氮营养素的代谢过程中发挥重要作用。小肠细菌能代谢部分氨基酸,进而影响宿主整体氨基酸的代谢。与小肠相比,大肠拥有更为丰富的菌群和更长的蠕动时间。一方面,进入大肠的氮营养素会影响大肠菌群的代谢和群落结构;另一方面,大肠菌群也能广泛参与氮营养素的代谢与利用,生成许多代谢产物,进而影响机体健康。本文主要综述了日粮蛋白质对大肠菌群的影响、大肠菌群代谢氨基酸的产物及其对肠道生理和机体健康的影响。     

氨基酸注射液在不同疾病人群中的应用

氨基酸作为蛋白质的基本组成单位,为促进生长,进行正常代谢,维持生命活动提供重要的物质基础。而处于疾病状态下的人群,对于氨基酸更是有着特殊的需要,不仅需要从食物中摄取氨基酸,还需要通过静脉给予氨基酸来满足机体的需要甚至达到治疗疾病的目的。本文综述氨基酸注射液在肝脏、肾脏、呼吸道和消化道疾病,以及儿科营养中的应用。     

人的氨基酸代谢

<正> 在人的氨基酸代谢这个题目中有许多问题要讨论,本文着重介绍氨基酸代谢和糖异生的关系,文章中引用的材料主要是用人做实验得到的,也用了一部分动物实验的材料。吸收后状态氨基酸的交换正常人血浆氨基酸的浓度比较稳定,波动不大,这是组织蛋白质释出氨基酸和组织利用氨基酸之间维持动平衡的结果。体内自由氨基酸池约50％以上在肌肉中,肝脏是清除氮的尿素循环酶的仓库,所以这两个器官对全身氨基酸水平及氨基酸的更新起重要作用。     

人的氨基酸代谢

<正> 在人的氨基酸代谢这个题目中有许多问题要讨论,本文着重介绍氨基酸代谢和糖异生的关系,文章中引用的材料主要是用人做实验得到的,也用了一部分动物实验的材料。吸收后状态氨基酸的交换正常人血浆氨基酸的浓度比较稳定,波动不大,这是组织蛋白质释出氨基酸和组织利用氨基酸之间维持动平衡的结果。体内自由氨基酸池约50％以上在肌肉中,肝脏是清除氮的尿素循环酶的仓库,所以这两个器官对全身氨基酸水平及氨基酸的更新起重要作用。     

酿酒酵母对数生长后期代谢重构的全基因组表达谱芯片分析

为了探讨酵母进入对数生长后期以后酒精生产速度降低的原因,我们利用酵母表达谱芯片技术对酿酒酵母细胞从对数生长中期进入对数生长后期时的全基因组表达谱进行了分析,发现酵母在对数生长中期的表达谱非常稳定,而一旦进入对数生长后期.则出现明显的代谢重构现象.许多氨基酸合成和代谢相关的基因、离子转移以及与能量的生成和储存等功能相关的基因出现了不同程度的上调;而许多涉及酵母转座和DNA重组的基因则表达下调;一些中心代谢途径也发生了代谢重构.包括:琥珀酸和α-酮戊二酸生成途径基因的一致上调,都与氨基酸合成和代谢相关基因表达的结果相吻合.结果表明:由于氨基酸合成的需求量增加,进入对数生长后期酵母的代谢转向TCA循环和乙醛酸循环,导致酒精的生产速率降低.     

铁死亡与内质网应激反应

铁死亡是2012年被发现的一种新的受调控的细胞死亡方式,其特征是铁依赖的脂质过氧化物的过度积累(可引起细胞死亡的水平).铁代谢、脂代谢、氨基酸代谢等多种调节机制参与了铁死亡的调控.内质网是蛋白质合成、加工、修饰、转运的重要细胞器.应激状态下,未折叠、错误折叠蛋白在内质网内过度积累,即可诱发内质网应激反应.内质网应激是细胞应对外界压力的保护性机制,但持续的、恶劣的应激也能引起细胞死亡.近年来的研究表明,铁死亡与内质网应激密切相关.在癌细胞中,铁死亡诱导剂能同步激活内质网应激反应,内质网应激通路的启动则抑制铁死亡,导致癌细胞产生抗药性.在某些病理情况下,内质网应激通路的激活却加剧了铁死亡的发生.铁死亡和内质网应激之间究竟存在怎样的密切联系,成为目前认识细胞死亡命运的重要科学问题.本文综述了铁死亡的调控通路以及铁死亡与内质网应激相互联系的最新进展,以期为铁死亡相关疾病的发生机制和治疗提供重要的新参考.     

血插管技术在动物机体营养代谢研究中的应用

动物机体的营养代谢是一个不断变化的动态过程.血插管技术在研究营养代谢的动态过程中具有独特优势.血插管技术可用于研究不同来源或不同水平的营养素、生物活性物质、营养调控剂或药物对门静脉氨基酸、葡萄糖流量以及对机体内分泌因子、血清生化指标的动态影响效应;研究不同生理或病理条件下动物机体自身营养调控过程的机制;研究某个器官或组织对养分的吸收和代谢特点,等等.本文简要介绍了血插管技术的类型和在动物营养研究中的应用,以期为充分利用此技术加深对动物营养代谢过程及其调控机理的研究提供参考.     

茶氨酸代谢及其细胞生物学功能研究与应用

茶氨酸是茶科植物中特有的酰胺类氨基酸,通常在绿茶内含量较高,其理化性质、保健作用、分子作用机理等方面被广泛研究。近年来,大量的研究发现,茶氨酸具有非常好的保健作用与医药效果,比如茶氨酸可以减轻脑组织以及肝组织的损伤,提高免疫细胞的免疫能力,降低神经细胞的凋亡率,抑制肿瘤的形成,抑制癌细胞增殖等。文章主要综述了茶氨酸的吸收与代谢、组织损伤的保护作用及其在免疫细胞、神经细胞和癌细胞的作用机制,以期为茶氨酸在细胞、组织、机体等方面的深入研究与综合应用提供科学依据。     

嗜碱Bacillus sp. N16-5不同碳源条件下比较蛋白质组分析

为了解碳水化合物对嗜碱微生物代谢途径的影响, 用蛋白质组学方法比较分析了不同碳源条件下培养的嗜碱菌的胞浆蛋白质变化, 试图找到差异表达的蛋白. 分离自内蒙古乌杜淖尔碱湖的嗜碱Bacillus sp. N16-5, 在含有5种不同碳源(葡萄糖、甘露糖、半乳糖、阿拉伯糖和木糖)的培养基中培养. 比较蛋白质组学分析鉴定了61个差异表达蛋白, 它们主要参与碳水化合物代谢、氨基酸转运和代谢、能量的产生和贮存. 结果表明, 不同碳水化合物条件下参与中央代谢途径酶的丰度发生了很大的变化, 尤其是碳代谢调控蛋白A(CcpA)均被上调. 同时发现, 在CcpA参与调控的碳代谢抑制现象中戊糖表现出比己糖更强的效应. 上述结果为进一步理解嗜碱微生物碳水化合物代谢奠定了基础.