氧化应激

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氧化应激相关的耗材

  • 资生堂-还原色谱柱
    还原色谱柱催化还原方式下能高收率的将醌体转化为氢醌体的醌衍生化色谱柱。 还原色谱柱 用于氧化应激标记物的分析！活性氧自由基所引起的氧化应激与各种成人疾病的症状以及老化的进程有着密不可分的关系。因此，人们非常希望能有一个正确而又简单的方法来测定其程度。 作为疾病及治疗的指标，人体内代表性的抗氧化作用的辅酶Q10、维生素C、维生素E、谷胱甘肽等倍受关注。 其中，还原型辅酶Q10对活性氧自由基引起的氧化较敏感，生成氧化型的辅酶Q10。氧化型辅酶Q10在所有辅酶Q10中所占的比例可以成为氧化应激初期的敏锐的标记。在此，资生堂拥有最适合于醌类衍生物高灵敏度分析的催化色谱柱（还原色谱柱），通过将电化学检测器和还原色谱柱组合在一起，开发出了适合CoQ10的定量分析方法。 使用例【图2】各种氧化应激标记物的分析例【图1】辅酶Q10 特长只需当做HPLC色谱柱来使用，就能实现高收率下的催化还原当然可以和您现有的HPLC装置进行连接资生堂会提供电化学检测相关技术和分析方法 适用范围维生素K还原型和氧化型辅酶Q10 尺寸产品编号尺寸F212114.0mm i.d. × 15mmF212124.0mm i.d. × 30mm
    供应商： 广州绿百草科学仪器有限公司
    品牌： Lubex
    价格： 面议
  • 应急气体检测套装 34种因子1~30一氧化碳
    应急气体检测套装，是针对作业环境、公共环境所发生的气体污染突发事件所配置的气体检测套装 本套装包含37盒检测管，可检测34种常见的有毒有害气体定性判断检测管； 除开气体检测管，还包含气体采集器（GV-100S）和气体采集延长管（350A-5M），并可根据用户需求定制外箱 品牌：Gastec 检测管型号：1LC 检测范围（ppm）：1~30 被测气体：一氧化碳
    供应商： 上海兰化科学仪器有限公司
    品牌： 兰化
    价格： 面议
  • 应急气体检测套装 34种因子1~30一氧化碳
    应急气体检测套装，是针对作业环境、公共环境所发生的气体污染突发事件所配置的气体检测套装 本套装包含37盒检测管，可检测34种常见的有毒有害气体定性判断检测管； 除开气体检测管，还包含气体采集器（GV-100S）和气体采集延长管（350A-5M），并可根据用户需求定制外箱 品牌：Gastec 检测管型号：1LC 检测范围（ppm）：1~30 被测气体：一氧化碳
    供应商： 盐城方圆环保科技有限公司
    品牌： 方圆科技
    价格： 面议
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氧化应激相关的仪器

  • ZR-3370型环境空气氮氧化物分析仪 400-883-7896
    1 概述ZR-3370型环境空气氮氧化物分析仪是一款基于化学发光技术的NOx分析仪，工作原理是NO与O3反应时，产生激发态NO2分子，由激发态回到基态时会发出光，发出的光强与NO的浓度成正比关系；样气中的NO2，则可通过转换器转换为NO，再与O3发生上述化学发光反应。该分析仪可检测ppb级NOx浓度，检出限低、灵敏度高、响应速度快，可准确检测和评价环境空气中的NOx的浓度水平。此外，其体积小、重量轻，便于携带安装、防雨防尘，适合户外长时间连续自动工作，可广泛用于常规环境空气质量监测、环境评价、科学研究、应急监测以及环境空气监测站数据比对等场合。2 参照标准HJ 1043-2019 环境空气 氮氧化物的自动测定 化学发光法HJ 193-2013 环境空气气态污染物（SO2、NO2、O3、CO）连续自动监测系统安装验收 技术规范HJ 654-2013 环境空气气态污染物（SO2、NO2、O3、CO）连续自动监测系统技术要求及检测方法HJ 663-2013 环境空气质量评价技术规范（试行）HJ 818-2018 环境空气气态污染物（SO2、NO2、O3、CO）连续自动监测系统运行和质控技术规范JJG801-2004 化学发光法氮氧化物分析仪检定规程
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    厂商： 青岛众瑞智能仪器股份有限公司
    品牌： 众瑞仪器/Junray
    型号： ZR-3370
    价格： 5万 - 10万元
  • 抗氧化剂和自由基分析仪 400-860-8560
    仪器简介：随着自由基发展环境指数的日益重要和对健康及食品质量要求的不断提高，迫切的需要一种快速、精确的测定样品抗氧化能力的专业分析仪器。采用光化学发光（PCL－hotochemiluminescence〕法的PHOTOCHEM正是这样一种非常快速而经济有效的分析仪器。PHOTOCHEM能够测定大多数物质混合体中的整体抗氧化能力，并且可以测定单个抗氧化剂及过氧化物歧化酶的单独抗氧化能力。PHOTOCHEM的应用包括从食品技术、化学化工、农业分析、制药到生化、医疗等各个领域的研究和常规分析。技术参数：1、检测灵敏度：非酶性氧化物质：纳摩尔浓度，如0.2nmol Vc 酶类物质：0.1ug超氧化物歧化酶 2、结果准确可靠，重现性好：CV&le 2%3、检测简单快速，一个样品测量时间&le 3分钟 4、通过计算机软件控制和分析计算，实时检测并出具结果 5、和常用方法光谱法和色谱法都有很好的的可比性 6、只需几微升样品就能检测，不需要复杂冗长的样品制备7、对检测的pH、温度等没有特殊要求主要特点：世界上第一台能够快速、准确、直接、全面的测定基质中综合抗氧化能力的仪器。使用光化学发光法（PCL）的PHOTOCHEM，分析一个样品仅需要3-4分钟，用于判断物质内部自由基-抗氧化剂的平衡状况，和抗氧化综合能力。 PHOTOCHEM用途非常广泛，如食品、化妆品、医学、制药、化工、环保、生物研发等行业都是PHOTOCHEM的应用领域。  用于测定水溶性物质和脂溶性物质抗氧化能力  结合标准试剂包可测定单个抗氧化剂及过氧化歧化酶的综合抗氧化能力  只需几微升样品  无需复杂冗长的样品制备；  易于掌握(单一试剂检定)和易于自动化；  节省分析成本,不需要昂贵的化学试剂或酶试剂；  提供定量评价生物体抗氧化状态的实用性实验结果
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    厂商： 耶拿分析仪器（北京）有限公司
    品牌： 未知
    型号： PHOTOCHEM
    价格： 面议
  • 量子自由基测试系统，生物医学研究，发现氧化应激在健康状况中的作用 400-860-5168转2623
    量子新星，一种用于生物医学研究的技术，用于发现氧化应激在健康状况中的作用。长期氧化应激会损害细胞、蛋白质和 DNA，加速衰老并导致各种健康状况。实时监测 细胞（或生物体）对氧化应激的反应是一项挑战。解决了这些挑战，这项技术已在荷兰 格罗宁根大学医学中心得到充分应用。它是一种诊断和研究工具，它集成了钻石磁力仪 和共聚焦显微镜来测量受压细胞中的自由基。 产品已用于测量单个细胞中纳摩尔级和亚细胞分辨率的自由基。这种精确的工程设计可以解决因细胞长期氧化应激而导致的不良健康状况。量子自由基测试系统的应用 量子比特技术 使用弛豫法测量人类精液中的自由基 内皮细胞中的量子感应 药物疗效的量子传感人类原代颗粒细胞中的量子感应 用于追踪细胞和组织中单个聚合物颗粒的荧光纳米金刚石 利用荧光纳米金刚石增强支架金刚石纳米传感和机器学习用于 SARS-CoV-2 诊断 利用钻石量子传感技术破解亨廷顿氏病 荧光纳米金刚石用于精子细胞活力 采用金刚石宽场弛豫法进行快速宽带磁共振波谱分析 了解酵母细胞代谢：来自钻石磁力仪的见解 细菌对抗生素反应的松弛测量法
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    厂商： 上海沃埃得贸易有限公司
    品牌： 1124123/13213112
    型号： Quant Nuova
    价格： 面议
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  • 葛根素增强SIRT5去琥珀酰化酶活性缓解急性肝损伤后的线粒体氧化应激

    [size=15px][font=&][font=宋体]对乙酰氨基酚（[/font][font=&]APAP[/font][font=宋体]）过量是药物性肝损伤的主要原因。[/font][font=&]Sirtuins 5[/font][font=宋体]（[/font][font=&]SIRT5[/font][font=宋体]）与各种肝脏疾病的发展有关。然而，其在[/font][font=&] APAP [/font][font=宋体]诱发的急性肝损伤（[/font][font=&]AILI[/font][font=宋体]）中的作用仍不清楚。[/font]SIRT5[/font][font=宋体]在[/font][font=&]AILI[/font][font=宋体]中显著下调，并且[/font][font=&]SIRT5[/font][font=宋体]耗竭加剧了体内和体外的线粒体氧化应激。从机制上讲，[/font][font=&]SIRT5[/font][font=宋体]在对乙醛脱氢酶[/font][font=&]2[/font][font=宋体]（[/font][font=&]ALDH2[/font][font=宋体]）的[/font][font=&]K385[/font][font=宋体]位点进行去琥珀酰化，从而保持[/font][font=&]ALDH2[/font][font=宋体]的酶活性，进而抑制炎症和线粒体氧化应激。此外，[/font][/size][font=宋体][size=15px]研究发现葛根素（[/size][/font][font=&][size=15px]puerarin[/size][/font][font=宋体][size=15px]）可促[/size][/font][size=15px][font=宋体]进[/font][font=&]SIRT5[/font][font=宋体]去琥珀酰化酶活性并缓解[/font][font=&]AILI[/font][font=宋体]。 [size=15px][b]1、AILI 中肝细胞SIRT5表达显著下调[/b][/size] [size=15px]作者首先通过RNA测序发现APAP[/size][font=宋体]处理[/font][size=15px]后，肝脏组织中 SIRT5 表达显著下调。进一步验证SIRT5参与AILI，发现APAP处理的小鼠血清ALT和AST水平均不同程度升高，且q[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/jp][color=#3333ff]PCR[/color][/url]、Western blott和免疫组化检测显示APAP处理后肝脏中SIRT5下调，表明SIRT5是AILI发展的关键介质 [/size][/font][/size][b][font=&][color=#0070c0]2[/color][/font][font=宋体][color=#0070c0]、[/color][/font][font=&][color=#0070c0]SIRT5 [/color][/font][font=宋体][color=#0070c0]改善[/color][/font][font=&][color=#0070c0]APAP[/color][/font][font=宋体][color=#0070c0]诱导的肝毒性[/color][/font][/b][size=15px][font=宋体][size=15px] [/size] [size=15px]作者构建了SIRT5-KO小鼠和AAV介导的肝脏特异性SIRT5过表达小鼠，以进一步研究SIRT5在AILI中的作用。结果显示APAP处理后WT小鼠血清ALT和AST水平显著升高，且SIRT5-KO小鼠的血清ALT和AST水平升高更为明显，肝脏坏死显著加重，肝细胞死亡率更高，而SIRT5过表达显著改善APAP引起的肝脏损伤，肝细胞死亡率显著降低，结果表明 SIRT5 可减轻 APAP 诱导的肝毒性 [/size] [size=15px][b]3、SIRT5抑制APAP诱导的肝脏炎症[/b][/size] [size=15px]多项研究表明APAP 引起的肝毒性与炎症密切相关。作者发现接受APAP处理的SIRT5-KO小鼠CD11b和Ly6g阳性炎症细胞数量显著增加，肝脏中炎症细胞因子的水平显著升高，且NF-κB 信号的激活增加，而肝脏特异性SIRT5过表达小鼠则相反，这些结果表明SIRT5可抑制APAP诱导的AILI肝脏炎症 [/size] [size=15px][b]4、SIRT5 抑制AILI 中APAP诱导的线粒体氧化应激[/b][/size] [size=15px]在AILI过程中，细胞色素P450酶产生过量的毒性反应代谢物NAPQI，消耗GSH并与线粒体蛋白共价结合形成APAP加合物，导致线粒体功能障碍、ROS产生和线粒体细胞死亡因子的释放，最终导致肝细胞死亡。作者研究了SIRT5 KO或过表达对APAP诱导的线粒体氧化应激的影响，体内和体外实验结果表明SIRT5抑制了AILI期间的线粒体氧化应激 [/size] [size=15px][b]5、SIRT5缺乏导致AILI中蛋白质琥珀酰化全面增加[/b][/size] [size=15px]鉴于SIRT5在去琥珀酰化中的作用明确，作者采用[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Yp][color=#3333ff]LC-MS[/color][/url]/MS分析了APAP处理的WT和SIRT5-KO小鼠肝脏中的琥珀酰化。结果显示共有465种蛋白质中的953个位点表现出差异琥珀酰化，其中359种蛋白质中的802个位点显示琥珀酰化水平增加，而106种蛋白质中的151个位点显示琥珀酰化水平降低，结果表明SIRT5缺陷导致AILI中蛋白质琥珀酰化整体增加，这在体内和体外得到了进一步的验证 [/size] [size=15px][b]6、SIRT5在K385残基处使ALDH2去琥珀酰化[/b][/size] [size=15px]SIRT5缺乏导致参与线粒体氧化应激的关键酶ALDH2的琥珀酰化显著上调。进一步探索SIRT5调控ALDH2琥珀酰化的具体分子机制，免疫荧光发现SIRT5与ALDH2共定位，免疫共沉淀实验表明SIRT5与ALDH2互作，且SIRT5敲除显著上调了体内和体外ALDH2的琥珀酰化水平，但对ALDH2的总蛋白浓度没有影响，相反SIRT5过表达显著降低ALDH2的琥珀酰化水平。进一步检测发现SIRT5缺乏会抑制ALDH2的酶活性，而SIRT5过表达会增加ALDH2的活性。[/size] [size=15px][url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Yp][color=#3333ff]LC-MS[/color][/url]/MS显示ALDH2中三个位点（K370、K377、K385）琥珀酰化显著增加，其中K370和K385在不同物种中高度保守，作者通过将赖氨酸（K）突变为谷氨酸（E）模拟琥珀酰化，将K突变为精氨酸（R）模拟去琥珀酰化，发现K385是ALDH2上的关键琥珀酰化位点，且K385而非K370的琥珀酰化影响ALDH2的酶活性。此外，SIRT5主要通过对ALDH2在K385残基上的去琥珀酰化来减轻AILI [/size] [size=15px][b]7、ALDH2在K385残基处的去琥珀酰化可保护小鼠免受 AILI的侵害[/b][/size] [size=15px]为了研究ALDH2-K385去琥珀酰化在AILI中的作用，作者建立了AAV-GFP、AAV-ALDH2-WT和AAV-ALDH2-385K-E过表达转染小鼠，并对其进行APAP处理。结果显示APAP 给药增加ALDH2的琥珀酰化，而ALDH2-385K-E小鼠肝脏中ALDH2的琥珀酰化程度低于ALDH2-WT小鼠。此外，在APAP给药后，ALDH2-385K-E小鼠的转氨酶水平、肝坏死面积和肝细胞死亡增加，线粒体氧化应激和炎症加重。数据表明ALDH2在K385的去琥珀酰化可保护小鼠免受AILI的侵害 [/size] [size=15px][b]8、[/b][/size][size=15px][b]K385 [/b][/size][size=15px][b]位点ALDH2去琥珀酰化介导SIRT5对AILI的保护作用[/b][/size] [size=15px]为了研究SIRT5对ALDH2去琥珀酰化在体内AILI中的作用，作者通过尾静脉注射表达 AAV-GFP、AAV-ALDH2-WT或AAV-ALDH2-385K-E的相关AAV，在SIRT5-KO小鼠中过表达各种形式的ALDH2，这些小鼠随后接受APAP治疗。结果显示SIRT5缺乏显著升高血清转氨酶水平，在APAP处理后引起坏死和肝细胞死亡，而 ALDH2-WT的过表达显著改善了肝损伤。此外，ALDH2-WT小鼠的肝脏氧化和炎症明显减少，但ALDH2-385KE小鼠的肝脏氧化和炎症没有减少，数据表明ALDH2在K385处的去琥珀酰化介导了SIRT5对AILI的保护作用 [/size][size=15px][b]9、葛根素促进SIRT5减轻AILI[/b][/size] [size=15px]为探究SIRT5激动剂对AILI的治疗作用，作者通过虚拟筛选寻找能与SIRT5结合的天然化合物。根据对接结果筛选出10个亲和能最低的化合物，进一步考察其对SIRT5去琥珀酰化酶活性的影响，其中葛根素对SIRT5去琥珀酰化酶活性的提高最为显著。分子对接分析显示SIRT5能与葛根素结合，分子动力学模拟在原子水平上证实了SIRT5-葛根素复合物的结合稳定性和动力学。接着在体内验证了葛根素对APAP诱导的肝损伤的影响，发现葛根素组在APAP刺激后血清AST和ALT水平降低，肝脏坏死和肝细胞死亡减少，APAP 诱导的氧化应激和炎症明显被抑制。结果表明葛根素通过药理学激活SIRT5减轻AILI，提示葛根素是临床治疗AILI的一种有前途的药物[/size][/font][/size]

  • 【金秋计划】甘草酸靶向调控AKR7A2抑制氧化应激改善肝纤维化

    [font=宋体]肝纤维化是指持续性肝损伤后，肝内结缔组织异常增生进行自我修复而引起的可逆性病理现象，且在严重情况下可发展成肝硬化和肝癌。肝纤维化的发病机制复杂，其中细胞外基质沉积和慢性肝损伤导致的肝星状细胞（[/font][font='Times New Roman',serif]HSC[/font][font=宋体]）持续活化是主要的发展进程。目前仍然没有确定的药物可以用于逆转肝纤维化并在临床中发挥肝保护作用。甘草酸被报道具有肝脏解毒、抗炎、抗氧化和抗病毒活性，但甘草酸在[/font][font='Times New Roman',serif]CCl[sub]4[/sub][/font][font=宋体]诱导的肝纤维化模型的靶蛋白尚未被确定。[/font][font=宋体]中国中医科学院西苑医院王培利联合中国中医科学院中药研究所青蒿素研究中心的王继刚等团队在[/font][font='Times New Roman',serif]Phytomedicine[/font][font=宋体]（中科院[/font][font='Times New Roman',serif]1[/font][font=宋体]区，[/font][font='Times New Roman',serif]IF=6.7[/font][font=宋体]）发表题为[/font][font='Times New Roman',serif]“Glycyrrhizic acid ameliorates hepatic fibrosis byinhibiting oxidative stress via AKR7A2”[/font][font=宋体]的文章，发现甘草酸可通过[/font][font='Times New Roman',serif]AKR7A2[/font][font=宋体]抑制活化[/font][font='Times New Roman',serif]HSC[/font][font=宋体]中[/font][font='Times New Roman',serif]ROS[/font][font=宋体]介导的氧化应激，可显著逆转肝纤维化。[/font] [font=宋体]在该研究，与模型组比较，血生化和病理切片结果均显示甘草酸组可改善四氯化碳诱导的小鼠肝纤维化。体外实验表明，甘草酸对正常肝细胞没有影响，但对肝癌细胞[/font][font='Times New Roman',serif]HepG 2[/font][font=宋体]和肝星状细胞[/font][font='Times New Roman',serif]LX-2[/font][font=宋体]都有抑制作用，且流式细胞术表明甘草酸可清除[/font][font='Times New Roman',serif]LX-2[/font][font=宋体]细胞内活性氧，维持活化[/font][font='Times New Roman',serif]HSC[/font][font=宋体]的稳态。接下来作者用基于活性的蛋白质组分析[/font][font='Times New Roman',serif](ABPP)[/font][font=宋体]鉴定[/font][font='Times New Roman',serif]LX-2[/font][font=宋体]细胞中甘草酸的蛋白质靶标（图[/font][font='Times New Roman',serif]1[/font][font=宋体]）。凝胶扫描图的结果显示甘草酸（[/font][font='Times New Roman',serif]GA[/font][font=宋体]）减弱了[/font][font='Times New Roman',serif]IAA-yne[/font][font=宋体]探针的荧光信号，表明[/font][font='Times New Roman',serif]GA[/font][font=宋体]与[/font][font='Times New Roman',serif]IAA-yne[/font][font=宋体]标记的蛋白质竞争性结合（图[/font][font='Times New Roman',serif]1B[/font][font=宋体]）。对各组差异蛋白进行[/font][font='Times New Roman',serif]MS[/font][font=宋体]分析，并选择在[/font][font='Times New Roman',serif]GA[/font][font=宋体]结合蛋白中具有最大丰度比的[/font][font='Times New Roman',serif]AKR7A2[/font][font=宋体]用于进一步研究（图[/font][font='Times New Roman',serif]1C[/font][font=宋体]）。纯化的重组[/font][font='Times New Roman',serif]AKR7A2[/font][font=宋体]蛋白的荧光标记与上述一致（图[/font][font='Times New Roman',serif]1D[/font][font=宋体]）。此外，[/font][font='Times New Roman',serif]CETSA[/font][font=宋体]表明[/font][font='Times New Roman',serif]GA[/font][font=宋体]给药最初增加[/font][font='Times New Roman',serif]LX-2[/font][font=宋体]细胞中的[/font][font='Times New Roman',serif]AKR7A2[/font][font=宋体]表达，且与[/font][font='Times New Roman',serif]DMSO[/font][font=宋体]相比，其结合热稳定性显著提高（图[/font][font='Times New Roman',serif]1E[/font][font=宋体]）。荧光共定位法观察到[/font][font='Times New Roman',serif]GA[/font][font=宋体]和[/font][font='Times New Roman',serif]IAA-yne[/font][font=宋体]在[/font][font='Times New Roman',serif]LX-2[/font][font=宋体]细胞中竞争性占据的蛋白荧光。核[/font][font='Times New Roman',serif]Hoechst[/font][font=宋体]、[/font][font='Times New Roman',serif]IAA-yne[/font][font=宋体]（[/font][font='Times New Roman',serif]Click[/font][font=宋体]荧光试剂）和[/font][font='Times New Roman',serif]AKR7A2[/font][font=宋体]蛋白分别显示蓝色、红色和黄色荧光（图[/font][font='Times New Roman',serif]1F[/font][font=宋体]）。在[/font][font='Times New Roman',serif]DMSO[/font][font=宋体]处理的细胞中，仅添加具有[/font][font='Times New Roman',serif]AKR7A2[/font][font=宋体]的荧光二抗的[/font][font='Times New Roman',serif]Hoechst[/font][font=宋体]。与[/font][font='Times New Roman',serif]DMSO[/font][font=宋体]组相比，[/font][font='Times New Roman',serif]IAA-yne[/font][font=宋体]组显示出强烈的红色荧光，表明该蛋白在[/font][font='Times New Roman',serif]LX-2[/font][font=宋体]细胞中与[/font][font='Times New Roman',serif]IAA-yne[/font][font=宋体]高度结合。与[/font][font='Times New Roman',serif]IAA-yne[/font][font=宋体]组相比，[/font][font='Times New Roman',serif]GA[/font][font=宋体]和[/font][font='Times New Roman',serif]IAA-yne[/font][font=宋体]竞争性地占据[/font][font='Times New Roman',serif]LX-2[/font][font=宋体]细胞中的[/font][font='Times New Roman',serif]AKR7A2[/font][font=宋体]，表现为[/font][font='Times New Roman',serif]GA + IAA-yne[/font][font=宋体]组的红色荧光强度显著降低，黄色荧光增强。通过分子对接进一步预测[/font][font='Times New Roman',serif]GA[/font][font=宋体]与[/font][font='Times New Roman',serif]AKR7A2[/font][font=宋体]的结合位点，模拟分析显示[/font][font='Times New Roman',serif]GA[/font][font=宋体]与[/font][font='Times New Roman',serif]AKR7A2[/font][font=宋体]的氨基酸残基[/font][font='Times New Roman',serif]ARG-264[/font][font=宋体]、[/font][font='Times New Roman',serif]LYS-267[/font][font=宋体]、[/font][font='Times New Roman',serif]CYS-355[/font][font=宋体]、[/font][font='Times New Roman',serif]GLU-345[/font][font=宋体]和[/font][font='Times New Roman',serif]GLN-207[/font][font=宋体]结合，结合能为[/font][font='Times New Roman',serif]-5.47 kJ/mol[/font][font=宋体]（图[/font][font='Times New Roman',serif]1G[/font][font=宋体]）。此外，[/font][font='Times New Roman',serif]SPR[/font][font=宋体]分析验证了计算机分子对接方法的结果。结果显示[/font][font='Times New Roman',serif]GA[/font][font=宋体]显著结合[/font][font='Times New Roman',serif]AKR7A2[/font][font=宋体]，[/font][font='Times New Roman',serif]K[sub]d[/sub][/font][font=宋体]值为[/font][font='Times New Roman',serif]21.76 μM[/font][font=宋体]（图[/font][font='Times New Roman',serif]1H[/font][font=宋体]）。这些实验表明[/font][font='Times New Roman',serif]GA[/font][font=宋体]直接结合[/font][font='Times New Roman',serif]AKR7A2[/font][font=宋体]。并且在[/font][font='Times New Roman',serif]WB[/font][font=宋体]实验，[/font][font='Times New Roman',serif] GA[/font][font=宋体]给药后[/font][font='Times New Roman',serif]α-SMA[/font][font=宋体]（[/font][font='Times New Roman',serif]α-SMA[/font][font=宋体]是肝纤维化的标志物之一）水平显著降低，[/font][font='Times New Roman',serif]AKR7A2[/font][font=宋体]和[/font][font='Times New Roman',serif]CYGB[/font][font=宋体]（有研究表明，[/font][font='Times New Roman',serif]cygb[/font][font=宋体]具有预防纤维化和实现纤维化逆转的功能）都在一定程度上增加（图[/font][font='Times New Roman',serif]5I[/font][font=宋体]）。这些结果进一步证实[/font][font='Times New Roman',serif]AKR7A2[/font][font=宋体]是[/font][font='Times New Roman',serif]GA[/font][font=宋体]作用的靶标。 [img=,690,954]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2024/09/202409091641582775_4564_6541583_3.png!w690x954.jpg[/img] [img=,690,425]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2024/09/202409091641194830_405_6541583_3.png!w690x425.jpg[/img] [/font] [font=宋体]作者通过观察[/font][font='Times New Roman',serif]GA[/font][font=宋体]对[/font][font='Times New Roman',serif]CCl[sub]4[/sub][/font][font=宋体]诱导的小鼠肝纤维化及激活的肝星状细胞（[/font][font='Times New Roman',serif]LX-2[/font][font=宋体]细胞）的影响，发现[/font][font='Times New Roman',serif]AKR7A2[/font][font=宋体]参与了这一过程。其他研究表明[/font][font='Times New Roman',serif]AKR7A2[/font][font=宋体]是醛[/font][font='Times New Roman',serif]/[/font][font=宋体]酮还原酶超家族的成员，其依赖于[/font][font='Times New Roman',serif]NADP[/font][font=宋体]（[/font][font='Times New Roman',serif]H[/font][font=宋体]）将醛和酮还原成醇，主要存在于组织如肝和肾中，对脂质过氧化产生的醛具有催化活性，因此在防御活性氧以逆转氧化应激中发挥作用。由于[/font][font='Times New Roman',serif]GA[/font][font=宋体]不仅在活化的[/font][font='Times New Roman',serif]HSC[/font][font=宋体]中增加[/font][font='Times New Roman',serif]AKR7A2[/font][font=宋体]的表达，而且在整个肝脏中也增加[/font][font='Times New Roman',serif]AKR7A2[/font][font=宋体]的表达，因此[/font][font='Times New Roman',serif]GA[/font][font=宋体]可显著改善肝纤维化。 [/font]

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    【原创大赛】九味中药的抗氧化能力活性筛选

    九味中药的抗氧化能力活性筛选 衰老的自由基学说最早1956年提出， 并逐步发展为自由基一氧化应激学说。此学说认为在生命活动过程中产生的自由基对生物大分子、细胞器、细胞等累积性氧化损伤，导致组织损伤和器官功能衰退，诱导及加速机体衰老。在病理条件下或随着年龄的增加，各种内外因素导致自由基大量、过多产生，超过了机体的抗氧化能力，便产生氧化应激，过多自由基通过损伤细胞核及线粒体DNA、生物膜脂质过氧化、蛋白质交联变性等多种方式引起细胞损伤，氧化损伤逐渐累积，最后导致各种老年性疾病的发生和发展。 本实验室通过大量调研文献，筛选出具有潜在抗氧化作用的中药，只在通过实验最终筛选出具有抗氧化作用比较强的药味，进一步开发利用！ DPPH（二苯基苦味酰基自由基，）在有机溶剂中是一种稳定的以氮为中心的自由基，其单电子在517 nm附近有最大吸收。甲醇溶液呈紫色，其浓度与吸光度呈线性关系。当甲醇溶液中有自由基清除剂存在时，的单电子被配对而使ESR信号减弱，溶液颜色变浅，直至达到稳定。因此，可以通过在517nm波长处检测不同待测样品对自由基的清除效果，从而评价样品的抗氧化能力。本实验参照相关文献用紫外分光光度计筛选了九味中药的DPPH自由基清除活性，并测定了半效应浓度（EC50）。一、试剂与仪器二苯代苦味酰自由基（DPPH）、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚；氯仿、甲醇均为分析纯；紫外可见分光光度计为上海产S54A型分光光度计。二、实验方法2.1样品的制备 待测样品：九味中药分别采用水煎煮的方法提取浓缩成每1g提取液相对于10g原药材。每份提取液以最适溶剂溶解后，配成1μg/ml、5μg/ml、10μg/ml、25μg/ml、50μg/ml、100μg/ml六个浓度的溶液待测。2.2 DPPH标准曲线的制备 精密称取DPPH标准品12.62 mg,加入200 ml无水甲醇,配制成浓度为0.16 mmol/L的储液。分别精密移取1.00 mL各个样品的六个浓度的待测溶液，依次迅速加入1.00 mL DPPH甲醇溶液。在选定最大吸收波长(517 nm)的条件下,分别测定其吸光度。2.3样品的自由基清除能力测定 DPPH[

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  • sp-icpTOF-MS评估单细胞级应激反应
    今日热点NEWS2023.9.25 应用单细胞ICP−TOF-MS评估细胞的应激反应TOFWERKicpTOF 单细胞-电感耦合等离子体-飞行时间质谱法（sc-ICP-TOF-MS）是一种能自动且直接检测单个人体细胞中蛋白质相对浓度的分析方法。也可以进一步采用金属纳米簇（Metal Nanocluster， MNC）标记目标蛋白抗体和钌红（RR）染色来确定单细胞数量以及评估细胞的相对体积。作者通过sc-ICP-TOF-MS对人体ARPE-19细胞进行系统性研究，以探究这些细胞中经过IrNCs、PtNCs和AuNCs标记的特异性抗体铁调素（HP）、金属硫蛋白-2（MT2）和铁蛋白（FPN）的表达情况。考虑到APRE-19细胞在悬浮液中呈球形且RR与细胞表面结合，则细胞体积与Ru信号强度的二分之三次方成正比。这样不仅可以确定每个细胞中目标蛋白质的质量，有了体积信息后，还可以推导出相对浓度。研究人员比较了高血糖应激和氧化应激两种模型下的ARPE-19培养物，对照组与实验组细胞显示了分析物的质量、细胞体积和目标蛋白质浓度的相对变化，从而可以清楚地识别出经过相应处理后的细胞亚群。01简介 细胞的个体异质性意味着族群的细胞中金属和生物大分子的表达水平可以相差2到3个数量级。据报道，这种细胞间的显著差异可能是多种病症的根源。因此想正确解释细胞群中目标分析物表达必须能够对单个细胞进行定量分析。因为细胞转录组还受到细胞体积的影响，所以在分析细胞群中的目标分析物时，还需要评估单个细胞体积。此外，了解每个细胞的蛋白质量和特定蛋白浓度也是非常重要的。单细胞电感耦合等离子体质谱法（sc-ICP-MS）是一种应用较为广泛的技术，可用于研究细胞中的内源性无机元素和特定生物分子，新一代的飞行时间质谱仪（TOF）已经可以同时检测单个细胞内多个目标分析物。在以往报道中，这种技术被用于藻类元素指纹图谱、酵母对金属的吸收和对精子进行多元素分析。蛋白质质量通常在单个细胞中数量级为fg（飞克，10-15克）或ag（阿克，10-18克），因此抗体（Ab）标签必须有尽可能高的灵敏度。通常选用Maxpar聚合物作为抗体标记金属原子的载体（100-140个原子每Ab）。本文使用的金属纳米团簇（MNCs）可以提供更高的信号放大率，比如AuNCs和IrNCs中分别含有579和1760个Au和Ir金属原子。为了用sc-ICP-TOF-MS测定单个细胞中蛋白质浓度，需要选择合适体积标记物。以往的研究表明，Mg和Ca等内源性元素与细胞体积相关，然而同时测量极低浓度的Mg和Ca和金属标记物是一项极具挑战的工作（小编注：原文中解释为质荷比相差较多，这不是因为文中icpTOF仪器的TOF检测器所限制。更准确解读是因前端CCT模式下优化参数所限，不一定能对处于低浓度区间的低质量数和高质量数元素做到同时高灵敏度检测）。Rapsomaniki等人提出了一种方法，使用能与蛋白质氨基共价结合的Ru复合物，理想情况下，体积标记物只结合细胞膜，这样就能将金属信号强度与细胞体积相关联。 为了比较在不同补充剂条件下的细胞培养效果，获取每个细胞的相对体积至关重要。本研究首次提出了一种使用sc-ICP-TOF-MS直接测定人体单细胞中蛋白质相关浓度的方法。作者使用MNC标记的特异性抗体来检测目标蛋白，并使用RR染色来标记细胞体积。通过测量标记蛋白和101Ru+的信号强度，本文建立了一个简洁的自动化检测方法，用于比较不同细胞群体和评估应激细胞模型。本案例通过sc-ICP-TOF-MS对人类ARPE-19细胞的三种目标蛋白质表达情况进行了研究。这三种蛋白质HP，MT2，FPN分别被IrNCs、PtNCs和AuNCs标记，并随后进行 RR 染色。通过sc-ICP-TOF-MS对这些目标蛋白进行定量检测，作者为体外细胞研究带来了对细胞异质性的新认识。02实验方法 使用人类ARPE-19细胞和MNC标记的免疫探针进行免疫测定：研究人员使用MNC标记的免疫探针同时标记了固定细胞悬浮液中的三种蛋白质。用于在ARPE-19细胞中标记HP、MT2和FPN的免疫测定流程在免疫探针浓度方面已经进行了优化。优化可以确保蛋白质的完全识别，以及足够的清洗步骤以避免非特异性相互作用。此项流程是独立地使用三种免疫探针（Anti-h-HP:IrNCs、Anti-h-MT2:PtNCs 或 Anti-h-FPN:AuNCs）进行的。优化后的抗体浓度分别为 4 μg mL−1、10 μg mL−1 和 4 μg mL−1。为了对ARPE-19细胞进行RR标记，悬浮液中的细胞被浸泡在50 μg mL−1 的RR溶液中30分钟。之后，使用磷酸盐缓冲溶液（PBS 浓度0.1M，pH值7.4）将细胞颗粒洗涤两次，以去除多余的RR。 实验先将ARPE-19细胞以1 × 105 cells mL−1 浓度悬浮在50 mM Trizma缓冲液中（pH值7.4），再进行sc-ICP-TOF-MS分析。作者经过连续稀释和测量对照组细胞来选择合适的细胞浓度。为进行离子校准，使用了含有Pt、Ir、Au和Ru的多元素标准溶液。每天分析两组悬浮液以确定sc-ICP-TOF-MS实验设置的传输效率。使用的两组悬浮液分别是商用含PtNP的标准试样以及含有ARPE-19细胞的对照组溶液。数据处理使用了TOFpilot、Excel和JASP软件。在STDS模式下优化ICP-TOF-MS参数，用于测量不同的细胞标签，而在CCTS模式下优化参数则用于检测细胞内源性元素。为确认基于MNC标记的免疫探针和RR标签的sc-ICP-TOF-MS方法，还使用商用ELISA试剂盒测定了对照组和高血糖处理的ARPE-19细胞中HP和FPN蛋白的平均浓度。 本文的sc-ICP-TOF方法中采用的是TOFWERK icpTOF 2R和ESI microFAST SC系统。ARPE-19细胞悬浮液的细胞计数通过BD Accuri C6细胞计数仪完成，同时使用Leica DM IL LED光学显微镜捕获细胞悬浮液的图像。使用Bandelin sonoplus HD2070探头进行超声处理，以配合ELISA试剂盒进行蛋白质测定。03钌红（RR）标记ARPE-19细胞：细胞区分和体积标记 为了更好地使用金属标记抗体对生物分子进行sc-ICP-MS分析，科研人员需要同步观测元素标签和细胞内源性元素（Ca, Cu, Fe, P等），从而确认细胞的完整性和抗体的正确识别。但由于内源性细胞元素和标签金属的质量差异，这种同时检测可能会受到限制。为了解决这一问题，研究人员使用RR来检测单个ARPE-19细胞，而其与MNC标签之间的相近的质量允许同时以高灵敏度检测。实验中，科研人员注意到纯RR信号可能与ARPE-19细胞的膜片段相对应，而MNC标签信号可能来自未结合到蛋白质的自由MNC标记免疫探针。此外，使用RR不仅可以确定细胞事件的数量，还可以评估细胞的相对体积，从而允许在每个细胞中确定目标蛋白的质量和相对浓度（小编注：具体计算公式和过程请参考原文）。最后，结合同期的光学显微镜观察到的细胞体积差异，RR信号范围还被用来识别多个细胞事件，从而确保单细胞数据评估的准确性。04压力下ARPE-19细胞的蛋白质水平 研究探讨了在两种不同条件下培养的ARPE-19细胞中三种蛋白质的表达：一种使用高血糖模型（100 mmol 葡萄糖，48小时）培养，另一种使用诱导氧化应激模型（5 mmol AAPH 1小时）培养。通过sc-ICP-TOF-MS分析实现了对单细胞中HP、MT2和FPN蛋白质的同时检测以及它们相对浓度的确定。为此，通过应用选定的阈值从背景中鉴别出细胞事件后，将193Ir+、195Pt+和197Au+的强度信号转化为Ir、Pt和Au的绝对质量。然后，将每个细胞的金属质量转化为相应的蛋白质含量（小编注：具体计算公式和过程请参考原文）。最后，使用单细胞测量的101Ru+信号强度计算出单细胞体积从而得到蛋白质的相对浓度。研究中使用单细胞ICP-TOF-MS得到三种蛋白质的检测限分别为HP是3.8 ± 0.4 ag/细胞，MT2是9 ± 1 ag/细胞，FPN是4.4 ± 0.6 fg/细胞。05高血糖对ARPE-19细胞的影响 利用 sc-ICP-TOF-MS 测定对照组和高血糖处理的 ARPE-19 细胞中 HP、MT2 和 FPN的水平，研究人员评估了高血糖对三种蛋白质产生的影响。如原文中表1中结果所示，高血糖（GL）处理影响了全部三种蛋白质的平均质量，它们均发生了过表达。但在比较相对蛋白质浓度时，平均值没有明显差异。图1的A-C比较了对照组和高血糖组HP、MT2和FPN的质量分布，高血糖组的细胞平均值明显较大（注意图中y轴是对数坐标），而中值不受影响，高血糖处理的细胞蛋白质量在中位数上下分布更为分散。因此，如果只比较群体平均值（如使用传统的ELISA试剂盒法），可能会影响到诊断和治疗效果。高血糖处理扩大了两极分布，表面上看HP、MT2和FPN在细胞群里质量变化较大，而相对浓度（图1 D-F）差异有所减小。此外，每个细胞的蛋白质分布直方图（图1 A-C）呈倾斜状，中位数以上的离散度大于中位数以下的离散度，当考虑到细胞体积时（图1 D-F），峰形不再倾斜，表示蛋白质质量较大的浓度体积也较大，但在直方图里可以观测到两组细胞群。图 1. 用sc-ICP-TOF-MS测定对照组（绿色）和高血糖处理（橙色）的 ARPE-19 细胞中的HP、MT2和FPN的质量的箱形图和直方图（百分比表示）（A-C）以及相对蛋白质浓度（D-F）。（A、D）HP（B、E）MT-2（C、F）FPN。数据包括四组生物重复的对照组和高血糖处理的 ARPE-19 细胞的分析结果，每次重复都进行了三次仪器测量。 图2研究了蛋白质质量和细胞体积之间的相关性，蛋白质质量较大的细胞群在散点图上半部分用红色标出，质量较小的细胞在底部用绿色标出。图2的B、C显示的红色圈部分的细胞群中的细胞体积与蛋白质量之间呈线性增长关系，即细胞体积越大，蛋白质量越高。高血糖组（图2 D-F）也观测到了相同的趋势，但MT2和FPN中红色标记组的比例更高，意味着经过高血糖处理后，有更多细胞的体积与这两种蛋白质质量成线性关系。图2 用sc-ICP-TOF测定的对照组和高血糖处理组的HP、MT2和FPN蛋白质质量与细胞体积的散点图。A-C为对照组，D-F为高血糖组。101Ru+信号是和金属纳米簇免疫探针的金属信号同时被测量的。红色椭圆代表蛋白质质量较大的细胞群，绿色椭圆代表蛋白质质量较小的细胞群。 为了评估细胞体积是否受到处理方法的影响，研究人员对101Ru+信号强度也 进行了研究（原文图S4）。对于较大的细胞，对照组和高血糖处理组观察到相同的分布，然而对较小的细胞，明显有不同的趋势：低于65cts3/2的细胞中，只观察到对照组细胞（即此区间未发现高血糖处理的细胞），而在65-140cts3/2范围，对照组细胞比高血糖处理的细胞数要多，平均101Ru+信号强度明显大于高血糖处理的细胞（p=0.04），表明高血糖会增大细胞体积，与文献中对应酵母细胞结果一致。此外，高血糖会诱发氧化应激、脂质过氧化和细胞凋亡，并抑制细胞增殖，这可能会改变抗氧化剂和控制金属稳态的蛋白质水平。 为了验证该方法的有效性，研究人员使用商用ELISA试剂盒进行了对比实验。在高血糖处理过的细胞中，HP和FPN的平均质量均出现过表达，两者变化倍数均为1.4。在95%置信度下的t检验显示，对照组和高血糖处理的细胞之间存在显著差异（p值分别为5 x 10-4和2 x 10-6），在sc-ICP-TOF-MS结果中也发现了同样的趋势，HP和FPN的变化倍数分别为1.4和1.3。因此，sc-ICP-TOF-MS获得了与细胞生物学常用技术很高一致性的结果。不过需要强调的是，ELISA分析只能获得细胞培养物中蛋白质的平均含量，而sc-ICP-TOF-MS可以获得每个细胞的蛋白质质量，并考虑细胞体积，而不是整体细胞群的平均值，从而能够更好地理解细胞应激反应背后的生物机制。06诱导氧化应激对APRE-19的影响 作者使用同样方法研究了对照组和AAPH处理的氧化应激APRE-19细胞中HP、MT2和FPN的含量。图3描述了比较蛋白质质量分布（图3 A-C）和蛋白质相对浓度分布（图3 D-F）。从图3 A-C可以看出，氧化应激状态下单细胞的HP和FPN平均蛋白质质量增加，而MT2无明显变化。每个细胞HP蛋白质量的中位数无明显变化，而MT2和FPN中位数却有所下降，分别从 1.41 ag/cell 降至 1.23 ag/cell 和 从0.81 fg/cell 降至 0.69 fg/cell），这些差异都有统计学显著性。三种蛋白质的平均相对浓度都有所下降（图4 D-F），但对照组和氧化应激组细胞之间的FPN浓度差异并不明显。图3 用sc-ICP-TOF-MS测定对照组（绿色）和氧化应激组（橙色）的ARPE-19细胞中的HP、MT2和FPN的质量的箱形图和直方图（百分比表示）（A-C）以及相对蛋白质浓度（D-F）。（A、D）HP（B、E）MT-2（C、F）FPN。数据包括四组生物重复的对照组和氧化应激处理的 ARPE-19 细胞的分析结果，每次重复都进行了三次仪器测量。 图3 A-C中三种蛋白质的直方图显示了两种处理方式的细胞都属于一个大细胞群。然而考虑到细胞体积时，图3 D-F可以识别出几个大小不同的细胞群。对照组HP的相对蛋白浓度直方图（图3 D）有一个最大值，而氧化应激组细胞有两个不同的细胞群。图3 E中，氧化应激组中低蛋白质浓度的细胞比例比对照组更高。图3 F显示，两组都有两个不同细胞群，但是中浓度和低浓度FPN蛋白质浓度下细胞的百分比不同。 最后，图4展示了通过sc-ICP-TOF-MS得到的对照组和使用AAPH进行氧化应激处理的具有特定体积细胞的频率直方图。实验结果显示，与对照组的细胞相比，经氧化应激处理的细胞中具有高Ru信号（超过65 cts3/2）的细胞百分比更高，这意味着这些细胞的体积更大。AAPH是一种过氧自由基化合物，能增加活性氧种类的产生和通过改变细胞膜的透性增加细胞体积。因此，这种对比使我们能够得到关于AAPH处理的有趣发现，这些发现只能通过逐细胞研究细胞群体并考虑每个细胞的体积来得到。例如，与对照组细胞相比，AAPH处理的细胞中HP和FPN的质量更高，但该处理也显著增加了细胞体积；因此，这些蛋白质的质量增加不仅意味着处理后细胞内蛋白质浓度增加，也意味着细胞大小的增加。图4 使用sc-ICP-TOF-MS获得的对照组（灰色，4635个细胞）和经过氧化应激处理（黑色，3505个细胞）的ARPE-19细胞体积频率直方图。06结论 研究人员需要了解每个细胞的目标物质质量、浓度和细胞体积的变化，才能评估细胞在不同外部刺激作用下的反应和相应机理。本文介绍的方法是通过sc-ICP-TOF-MS检测经金属纳米簇（MNC）标记的抗体作为蛋白质测定的特异性标签，以及使用钌红染（RR）作为体积标签，从而以高灵敏度定量测量单细胞中的特定蛋白质的质量，单细胞的相对体积和目标蛋白质的相对浓度。实验提出的自动化且简单的检测和数据处理方法可以处理大量数据并有效地比较对照组和处理过的细胞培养物，以获得可靠的结论。实验还可以评估每个单细胞中的蛋白质总质量，从而更深入了解细胞内发生的生化过程。备注：翻译仅供学习和参考，内容以英文原文为准。文中图片版权均归ACS杂志社所有。TOFWERK icpTOF让离子再飞一会儿！‍TOFWERK icpTOF电感耦合等离子体-飞行时间质谱耦合了Thermo 公司的 iCAP RQ平台和TOFWERK高性能飞行时间质谱。iCAP RQ平台提供了高强度并稳固的ICP进样和离子源，简单可靠的椎体和离子电镜和Q-cell科技。飞行时间质谱分析仪在保证跟四级管（QMS）同等灵敏度的同时，为icpTOF增加了快速全谱分析，更宽的线性动态范围和高达6000的质量分辨率，提供了快速全谱图采集和所有元素同位素的同步分析能力。◾搭配激光剥蚀，生物、地质样品快速成像案例◾单细胞多元素组分同时分析◾大气颗粒物、单颗粒、海洋环境、土壤、固废无机多组分分析；◾极地冰芯、合金材料、玻璃陶瓷中多元素分析
    时间： 2023-09-26
    作者： TOFWERK
  • Nat Metab|上交大童雪梅团队揭示非氧化磷酸戊糖途径调控Treg细胞功能及其分子机制
    点评 | 朱锦芳（NIH）2022年5月23日，上海交通大学基础医学院生化与分子细胞生物学系童雪梅教授课题组及其合作团队，上海市免疫学研究所李斌研究员课题组和复旦大学附属华山医院/脑科学转化研究院杨辉研究员，在Nature Metabolism杂志在线发表题为 Non-oxidative pentose phosphate pathway controls regulatory T cell function by integrating metabolism and epigenetics 的研究论文，揭示非氧化磷酸戊糖途径（非氧化PPP）对调节性T（Treg）细胞代谢模式及细胞功能的调控机制。Nature Metabolism同期发表伦敦帝国理工学院Margarita Dominguez-Villar博士为该研究撰写的News & Views特评，认为该文章发现非氧化PPP在Treg细胞活化和功能调控中的中心地位（a central regulator）。表达特征转录因子Foxp3的Treg细胞是一类具有免疫抑制功能的CD4+ T细胞亚群，维持机体免疫系统稳态，防止免疫过激诱发自身免疫病。已知葡萄糖酵解、脂肪酸氧化和氨基酸分解代谢等都参与 Treg 细胞功能调控。PPP是一条不产生ATP的葡萄糖分解代谢途径，由生成NADPH的氧化PPP和产生5-磷酸核糖的非氧化PPP组成。非氧化PPP包括4个代谢酶催化的5步可逆反应，可以通过改变代谢物流向来满足细胞的功能需求。非氧化PPP是否参与免疫细胞如Treg细胞的代谢与功能调控尚不清楚。转酮醇酶TKT是非氧化PPP中催化两步可逆反应的代谢酶。童雪梅团队已发现TKT在肝脏、脂肪和肠道中调控糖脂代谢平衡的重要作用（Li M et al, Cancer Research, 2019 Tian N et al, Diabetes, 2020 Tian N et al, Cell Death & Disease, 2021）。在本研究中，研究人员通过构建Treg细胞特异性敲除TKT的小鼠模型，深入探究非氧化PPP是否和如何调控Treg细胞代谢及功能。他们研究发现，Treg细胞特异性敲除TKT的小鼠出生3周后发生严重自身免疫性疾病，并且在断奶之后相继死亡，其表型与缺失Foxp3基因的小鼠相似。进一步研究发现，敲除TKT在不影响Treg数目和转录因子Foxp3 水平的情况下，阻断Treg细胞的免疫抑制功能。为了排除炎症反应的影响，研究者根据Foxp3基因位于X染色体和雌鼠X染色体选择性失活的特点，构建了在同一只鼠中既有TKT缺失又有TKT正常表达的Treg细胞嵌合小鼠模型。该小鼠Treg细胞的转录组和表观遗传组分析表明，TKT缺失导致Treg细胞中87.9%的差异表达基因被下调，染色质可及性降低。这些被下调的基因几乎全部为效应性Treg特征性基因，表明非氧化PPP对调控Treg细胞免疫抑制功能是必需的。研究者进一步发现，TKT缺失导致Treg 细胞NADPH 减少和氧化应激增加，葡萄糖进入线粒体氧化减少，脂肪酸氧化增加，氨基酸分解代谢显著增强，分解代谢重构使线粒体功能受损。同时，被氧化应激和线粒体损伤诱发的还原性TCA循环使α-酮戊二酸/琥珀酸及α-酮戊二酸/富马酸比率降低，DNA甲基化增加，抑制Treg细胞特征性功能基因表达，导致其免疫抑制性功能丧失。文章也发现非氧化PPP中的另外一个代谢酶——转醛醇酶（TAL），对维持效应性Treg特征性功能基因表达也不可或缺。此外，在自身免疫性病人外周血 Treg细胞中，TKT水平显著降低。综上所述，此研究首次揭示非氧化PPP对于调控Treg细胞中糖、脂和蛋白质分解代谢稳态、维持代谢物依赖的表观遗传修饰和功能基因表达有关键作用，即非氧化PPP可以通过整合三大营养物质代谢和表观遗传修饰控制Treg细胞功能。这项研究将为通过调控Treg功能防治自身免疫性疾病和其它免疫相关疾病提供新策略新手段。非氧化 PPP 通过整合代谢组和表观遗传组调控Treg细胞功能上海交通大学医学院博士生刘琪、阿拉巴马大学伯明翰分校博士生朱方明和上海市免疫学研究所博士生刘鑫男是该研究论文的共同第一作者。此项研究得到复旦大学生物医学研究院叶丹研究员、海军军医大学附属长征医院风湿免疫科徐沪济主任、上海交通大学附属仁济医院沈南主任、上海交通大学基础医学院徐天乐教授、清华大学药学院胡泽平研究员、阿拉巴马大学伯明翰分校胡晖教授等合作实验室的大力协助。通讯作者为童雪梅教授、李斌研究员和杨辉研究员。专家点评朱锦芳Jeff Zhu (Chief, Molecular and Cellular Immunoregulation Section, NIH)调节性T细胞（Tregs）在维持免疫耐受和免疫稳态中发挥关键作用，并且参与调节感染和癌症中的各种免疫反应。一方面，Treg功能的丧失通常与自身免疫和过度炎症有关；另一方面，肿瘤微环境中激活的Treg往往会抑制肿瘤免疫。因此，了解Treg的产生、激活及其获得抑制性功能的机制不仅将拓展基础免疫学认知，而且将为各种免疫相关疾病提供新颖有效的临床疗法。不同的代谢途径在控制Treg和效应性辅助型CD4+ T（Th）细胞的发育和分化中作用不同。经典观点认为，Tregs更倾向于脂肪酸氧化，而效应Th细胞主要利用葡萄糖作为能量来源。在本项工作中，童雪梅团队及其合作实验室共同发现，非氧化磷酸戊糖途径（非氧化PPP）在控制Treg细胞激活和抑制功能中起着关键作用。非氧化PPP是葡萄糖分解代谢的一个分支，它在Treg和效应性Th细胞中的功能尚不清楚。令人惊奇的是，在Treg中敲除非氧化性PPP中的重要酶—转酮醇酶（TKT），小鼠会产生致死性自身免疫病。Treg细胞特异性 TKT 缺失导致其失去免疫抑制功能，却不影响其发育和Foxp3蛋白表达。机制上，童雪梅及其合作团队发现TKT缺失诱导线粒体氧化应激和还原性TCA循环，导致α-酮戊二酸（α-KG）水平降低。α-KG作为重要的表观遗传辅助因子，能调控组蛋白和DNA去甲基化酶的功能。TKT缺失时，Treg中众多基因的DNA甲基化增加，染色质可及性下降。并且，α-KG补充能够改善由Treg特异性TKT 缺失引起的自身免疫反应。此外，在临床自身免疫性疾病患者外周血Treg中，TKT水平被下调。Treg获得抑制功能需要被激活，TKT缺失诱发的自身免疫反应是由活化Treg特征性基因表达减少所导致的。由于Treg细胞群体的异质性，单细胞分析可以为TKT如何调节Treg激活和表观修饰提供一个更清晰的解释。然而，该研究发现在大约1000个激活态Treg特征基因中，只有124个受到TKT缺失的影响，却诱发了显著的小鼠自身免疫病表型，表明这个小的基因群体包含对Treg功能至关重要的效应分子，例如IL-10和TIGIT等。因此，本项研究发现令人印象非常深刻。本项工作不仅促进我们全面认识Treg细胞激活和功能的机理，而且在未来治疗人类疾病方面具有潜在重要转化价值。原文和特评链接：https://www.nature.com/articles/s42255-022-00575-z，https://www.nature.com/articles/s42255-022-00574-0
    时间： 2022-11-16
    作者： YOLO
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