精品伊人久久大香线蕉,开心久久婷婷综合中文字幕,杏田冲梨,人妻无码aⅴ不卡中文字幕

2021年度國自然醫學部國自32大科研熱點的中標數統計如下：

編者按:三大能量物質葡萄糖、脂肪酸和氨基酸，通過脂肪酸氧化、糖酵解及谷氨酰胺代謝等不同代謝途徑，分解產生丙酮酸、乙酰輔酶A及α-酮戊二酸等物質。乙酰輔酶A和α-酮戊二酸進入線粒體，通過三羧酸循環和電子呼吸鏈產生ATP。丙酮酸在有氧時，進入線粒體氧化磷酸化產生大量ATP，無氧或低氧時發生無氧糖酵解，在胞質中被還原為乳酸和少量ATP。腫瘤細胞與正常細胞代謝模式不同，即使有氧條件下，糖酵解增強，氧化磷酸化水平降低，被稱之為“Warburg”效應。

在生命活動中，免疫穩態的維持離不開免疫細胞應答和免疫調節。免疫應答中，免疫細胞的活化需要消耗大量能量，才能實現免疫功能的調節和執行。因此，免疫細胞的代謝模式，在免疫細胞活化前后截然不同，即如同腫瘤細胞一樣，也發生了“代謝重編程”，不同的代謝模式調控著免疫細胞的功能和表型。免疫細胞的“代謝重編程”是免疫代謝領域的熱點研究方向之一。主要聚焦于不同代謝途徑對免疫細胞活化、分化和功能的影響。包括糖代謝、脂肪代謝和氨基酸代謝等，其中糖代謝的研究最為深入。如激活的M1型巨噬細胞、中性粒細胞、樹突狀細胞等，會具有類似Warbrug的代謝方式，主要依靠糖酵解產生ATP，氧化磷酸化水平顯著降低。下面這篇文章研究了慢性阻塞性肺病中肺泡巨噬細胞的代謝模式和特征。

代謝重編程與免疫應答

文獻推薦

今天帶來的思路來自西安交通大學第一附屬醫院于2021年4月1日發表在Free Radical Biology and Medicine 上題為“Developing a novel strategy for COPD therapy by targeting Nrf2 andmetabolism reprogramming simultaneously”的文章，即通過靶向Nrf2和代謝重編程同時開發COPD治療的新策略。

研究概述

COPD（慢性阻塞性肺病）是一種流行的慢性肺部疾病，表現為持續的氣流阻塞。它影響了3.84億患者，每年導致超過300萬人死亡，預計到2040年每年死亡人數將達到440萬人。隨著對COPD病理生理學的深入了解，已經提出了大量治療策略并進行了臨床試驗。但是，改變針對COPD的新陳代謝的治療方法尚未得到充分開發。作者研究顯示：CPUY192018通過破壞Keap1-Nrf2和Keap1-肌動蛋白的蛋白相互作用，一方面激活Nrf2進一步促進ARE驅動的基因轉錄以誘導抗氧化信號傳導，另一方面被破壞的肌動蛋白絲進一步改變了肺泡巨噬細胞的代謝特征。兩種機制都有助于CPUY192018對COPD的治療效果。

分子機制圖

研究內容

1.在COPD受試者中觀察到代謝重編程

COPD 的特征是一種影響氣道、肺實質和肺血管的不良炎癥性疾病，隨后惡化并發展為不可逆的氣道阻塞。炎癥介質 IFNr、IL-5、IL-6 和 TNF 的血漿濃度在 COPD 患者（圖 1a）和香煙煙霧冷凝物（CSC）暴露小鼠（圖 1b）中均增加。來自 COPD 受試者的肺泡巨噬細胞顯示出顯著更高的細胞外酸化率（ECAR）和更低的耗氧率（OCR）（圖 1c-d）。在 CSC 誘導的小鼠肺泡巨噬細胞中觀察到一致的代謝變化（圖 1e-f）。COPD 患者和 CSC 誘導的小鼠的肺泡巨噬細胞顯著減少（圖 1g）。COPD 患者和 CSC 暴露小鼠的 Nrf2 mRNA 表達水平顯著降低（圖 1h）。

圖1

2.CPUY192018以Nrf2依賴性方式重編程巨噬細胞的代謝

在12種商業Nrf2激活劑（C1-C12）中，CPUY192018（C8）顯著增強了Nrf2活性，其特征是與對照相比熒光素酶活性增加了7倍（圖2a），因此，CPUY19218處理后細胞中的OCR-ECAR比率顯著增加（圖2b）。CPUY192018抑制了小鼠COPD肺泡巨噬細胞的基礎糖酵解、最大糖酵解能力和糖酵解儲備能力（圖2c），也顯著降低了COPD患者肺泡巨噬細胞的基礎糖酵解和最大糖酵解能力（圖2d）。相比之下，CPUY192018在小鼠COPD模型中升高氧化，ATP產生和最大OCR能力顯著增加（圖2e）。蛋白質印跡分析表明Nrf2核易位和Nrf2依賴性基因表達HO-1、NQO1和GST表現出劑量依賴性增加（圖2f）。另一個Nrf2靶向基因G6PDH的表達也隨著CPUY192018的施用而升高，揭示了對糖代謝途徑的影響（圖2f）。用CPUY192018在人巨噬細胞中處理1小時后，細胞核中的Nrf2表達水平顯著增加，并與處理12小時后的Nrf2表達水平保持一致（圖2g）。

圖2

3.CPUY192018破壞了Keap1-Nrf2和Keap1-actin蛋白質-蛋白質相互作用

在過表達Keap1的人和小鼠肺泡巨噬細胞中，CPUY1092018破壞了Keap1-Nrf2相互作用和Keap1-肌動蛋白相互作用（圖3a）。丁酸鈉是一種已知的Nrf2激活劑，可直接激活ARE序列而不上調Nrf2核易位，用丁酸鈉處理沒有觀察到Keap1-Nrf2和Keap1-肌動蛋白PPI的破壞（圖3b）。此外，免疫熒光顯示，在CPUY192018處理組中，Keap1未能與細胞質中的肌動蛋白絲共定位，而在DMSO和丁酸鈉處理組中觀察到Keap1-肌動蛋白PPI（圖3c）。在DMSO或CPUY192018 處理的 Nrf2 敲除細胞中觀察到 Keap1 和肌動蛋白的共定位，表明 Keap-1-肌動蛋白 PPI 依賴于 Nrf2 蛋白的存在。

圖3

4.CPUY192018在體外介導糖酵解并增強吞噬作用

通過施用CPUY192018或丁酸鈉，分析野生型和Nrf2敲除COPD小鼠肺泡巨噬細胞中的糖酵解通量，發現在施用10μMCPUY192018后在野生型細胞中顯著降低，丁酸鈉在不破壞肌動蛋白絲的情況下增強Nrf2核積累不影響糖酵解通量，CPUY192018對Nrf2敲除巨噬細胞的糖酵解活性沒有影響（圖4a）。因此，CPUY192018主要通過影響Keap1-肌動蛋白相互作用來抑制糖酵解。CPUY192018以劑量依賴性方式改善了受損的吞噬作用，當用10μMCPUY192018處理細胞時，吞噬功能的平均恢復率接近90%（圖4b）。免疫熒光顯示COPD肺泡巨噬細胞中大腸桿菌的吞噬作用減弱，并且在用CPUY192018處理的細胞中恢復了吞噬能力（圖4d）。流式細胞儀檢測發現，在CPUY192018處理的野生型COPD巨噬細胞中觀察到熒光強度的顯著右移，而在有或沒有CPUY192018處理的Nrf2敲除巨噬細胞中未觀察到任何變化（圖4c）。

圖4

5.CPUY192018改善CSC暴露小鼠的炎癥反應

CSC誘導的COPD小鼠接受CPUY192018的給藥，蛋白質印跡檢查肺組織中的Nrf2表達發現CPUY192018誘導Nrf2以劑量依賴性方式在體內核積累（圖5a）。與正常小鼠相比，使用賦形劑的COPD小鼠的OCR-ECAR比率顯著降低，而使用CPUY192018的COPD小鼠的OCR-ECAR比率顯著提高（圖5b），用載體處理的CSC暴露小鼠顯示出流感嗜血桿菌和肺炎鏈球菌的吞噬能力受損，而用CPUY192018處理顯著恢復了COPD小鼠的吞噬作用（圖5c）。此外，與載體治療組相比，CPUY192018治療顯著抑制了COPD小鼠炎癥因子的產生（圖5d）。這些結果與CPUY192018對巨噬細胞的體外作用一致，并證明其對炎癥的保護作用，表明其對COPD和其他慢性呼吸系統疾病的潛在治療應用。