0512-8957 3668 / 18013764755
【文獻解讀】半胱胺對斑馬魚發(fā)育早期肝臟脂質(zhì)代謝紊亂及免疫毒性的影響
來源:https://doi.org/10.1016/j.tox.2023.153555 | 作者:木芮生物 | 發(fā)布時間: 2023-11-04 | 224 次瀏覽 | 分享到:
半胱胺是β-巰基乙胺和2-氨基乙胺的同義物福贞,可以認為是半胱氨酸的脫羧衍生物侣肄,實際上是在體內(nèi)由輔酶半胱胺(β-巰基乙胺和2A降解的同義物)產(chǎn)生。酮體违崇、碳水化合物舆蝴、脂肪酸和氨基酸的代謝需要輔酶a。輔酶a裂解后產(chǎn)生中間產(chǎn)物泛替氨酸被稱為vanin幢泼,由vnn基因編碼)作用于泛汀形成泛酸和半胱胺。


雜志:Toxicology

影響因子:4.5(2023)

年份:2023

通訊作者:Dr. Mathieu Vinken

通訊作者單位:Department of Ophthalmology, Tongji Hospital Affiliated with Tongji University School of Medicine, No. 389, Xincun Road, Putuo District,Shanghai 200065, China.Jie Liu


摘要

背景:半胱胺是一種巰基化合物讲衫,是活生物體中輔酶a代謝為怕瓶茫磺酸的中間產(chǎn)物。然而涉兽,一些研究報道了半胱胺在兒童患者中潛在的不良反應(yīng)招驴,如肝毒性。

方法:為了評估半胱胺對嬰幼兒的影響枷畏,以斑馬魚幼體(脊椎動物模型)為研究對象别厘,從72 ~ 144 hpf暴露于0.18、0.36和0.54 mM的半胱胺拥诡。檢測細胞一般情況触趴、病理評分、生化指標渴肉、細胞增殖冗懦、脂代謝因子、炎癥因子和Wnt信號通路水平的變化仇祭。

結(jié)果:肝臟形態(tài)學(xué)披蕉、染色和組織病理學(xué)觀察顯示,半胱胺染毒組大鼠肝臟面積增加乌奇,脂質(zhì)沉積没讲,且呈劑量依賴性皆撩。實驗半胱胺組丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶坷剧、天冬氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶、總甘油三酯和總膽固醇水平均高于對照組蝗肪。與此同時寂屏,脂質(zhì)生成相關(guān)因子水平升高贰谣,脂質(zhì)轉(zhuǎn)運相關(guān)因子水平下降。氧化應(yīng)激指標如活性氧迁霎、丙二醛和超氧化物歧化酶在半胱胺染毒后上調(diào)吱抚。隨后,轉(zhuǎn)錄檢測顯示生物素酶和Wnt通路相關(guān)基因在thel暴露組中表達上調(diào)考廉,抑制Wnt信號通路可以部分恢復(fù)異常的肝臟發(fā)育秘豹。

結(jié)論:目前的研究發(fā)現(xiàn),半胱氨酸誘導(dǎo)斑馬魚幼魚肝毒性是由炎癥和脂質(zhì)代謝異常引起的昌粤,這是由生物素酶(一種潛在的泛氨酸酶同工酶)和Wnt信號介導(dǎo)的既绕。這為半胱胺在兒童中應(yīng)用的安全性提供了一個視角啄刹,并確定了預(yù)防不良反應(yīng)的潛在靶點。

關(guān)鍵詞:半胱胺凄贩;斑馬魚誓军;肝;泛酸鹽疲扎;脂質(zhì)代謝昵时;炎癥。

前言

半胱胺是β-巰基乙胺和2-氨基乙胺的同義物椒丧,可以認為是半胱氨酸的脫羧衍生物壹甥,實際上是在體內(nèi)由輔酶半胱胺(β-巰基乙胺和2A降解的同義物)產(chǎn)生。酮體壶熏、碳水化合物句柠、脂肪酸和氨基酸的代謝需要輔酶a。輔酶a裂解后產(chǎn)生中間產(chǎn)物泛替氨酸被稱為vanin棒假,由vnn基因編碼)作用于泛汀形成泛酸和半胱胺溯职。

除了胱氨酸耗竭效應(yīng)外,已有研究證明淆衷,半胱胺會增加細胞內(nèi)的谷胱甘肽水平缸榄,從而恢復(fù)氧化還原狀態(tài)。相反祝拯,在高濃度下甚带,半胱胺的氧化會產(chǎn)生過氧化氫分子,引起氧化應(yīng)激佳头。不可避免的是鹰贵,一些研究報告了半胱胺的副作用。其中康嘉,惡心碉输、消化不良、嘔吐亭珍、胃脘痛和潰瘍等胃腸道癥狀最為常見敷钾,約14%的患者會出現(xiàn)半胱胺不耐受。有鑒于此肄梨,半胱胺被廣泛用于胃和十二指腸潰瘍的動物建模阻荒。少量半胱胺也被代謝為含硫化合物(二甲基硫化物、甲基硫醇)众羡,這可能導(dǎo)致令人不快的口臭和臭汗 侨赡。

以往的研究發(fā)現(xiàn),半胱胺可引起兒科患者的肝毒性。根據(jù)文獻報道羊壹,對一名患有腎病型胱氨酸病和嚴重胃腸運動障礙的2歲女童蓖宦,每8小時靜脈注射5 mg/kg劑量的鹽酸半胱胺,然后每周增加1 mg/kg油猫。該女孩在給藥后肝轉(zhuǎn)氨酶水平顯著升高稠茂,包括堿性磷酸酶升高420IU/1(110-320IU/1為正常年齡),但感染性肝炎篩查呈陰性情妖。停藥后主慰,丙氨酸轉(zhuǎn)氨酶(ALT)和天冬氨酸轉(zhuǎn)氨酶(AST)水平迅速恢復(fù)正常。半胱胺給藥與肝轉(zhuǎn)氨酶水平升高和正出晔郏化之間的巧合表明,肝臟生化指標異常是藥物的直接作用该肴。在另一份報告中情竹,半胱胺治療腎病型胱氨酸病可引起肝功能障礙,包括肝靜脈閉塞性疾病匀哄。

最近秦效,半胱胺已被評價為治療某些肝臟疾病的一種方法。在一項基于α 1-抗胰蛋白酶缺乏癥(AATD)成人和兒童患者的人肝細胞的研究中涎嚼,半胱胺治療通過挽救α 1-抗胰蛋白酶分泌缺陷和降低氧化應(yīng)激來改善AATD介導(dǎo)的肝毒性阱州。在另一項跨10個臨床中心的多中心隨機臨床試驗中,比較了每日口服酒石酸半胱胺緩釋或安慰劑治療52周后非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)兒童肝臟組織學(xué)的改善情況法梯。結(jié)果顯示苔货,146名兒童參與者中有43名(30%)表現(xiàn)出肝臟組織學(xué)改善。此外立哑,在基線時患有關(guān)鍵1區(qū)非酒精性脂肪性肝炎(NASH)的46名參與者中夜惭,12名(28%)最終消退。這里出現(xiàn)了相互矛盾的結(jié)果铛绰,半胱胺對兒童既有治療作用诈茧,也有肝毒性。半胱胺誘導(dǎo)不良反應(yīng)的潛在機制及其與治療效果的平衡值得進一步研究捂掰。更重要的是敢会,發(fā)現(xiàn)膳食中補充半胱胺可以調(diào)節(jié)大鼠的內(nèi)分泌和代謝狀態(tài),增加脂肪組織这嚣、腓腸肌和比目魚肌中脂鈣素受體mRNA的表達鸥昏,這可能涉及到脂鈣素受體在轉(zhuǎn)錄水平上的組織特異性反應(yīng)。聯(lián)合補充共軛亞油酸和半胱胺可增加大鼠肌肉細胞中的脂質(zhì)含量疤苹。然而互广,半胱胺引起肝毒性并影響脂質(zhì)代謝的確切作用機制尚不清楚。

除了與疾病相關(guān)的同源基因高度相似(82%)之外,斑馬魚和人類有相當(dāng)保守的生理過程和器官系統(tǒng)惫皱。斑馬魚具有體積小像樊、性成熟周期短、繁殖能力高旅敷、胚胎透明生棍、器官發(fā)育快等明顯優(yōu)勢。因此媳谁,斑馬魚已成為國際公認的實驗動物涂滴,也是研究胚胎發(fā)育、器官發(fā)生和再生的合適模型晴音。Vanin是泛酸代謝的關(guān)鍵酶柔纵,也涉及炎癥和脂質(zhì)代謝的調(diào)節(jié)。此外锤躁,已經(jīng)在包括細菌搁料、果蠅、小鼠和人類在內(nèi)的各種原核生物和真核生物中發(fā)現(xiàn)了纈氨酸系羞,并且被認為是一種進化上保守的蛋白質(zhì)郭计。然而,在斑馬魚中既沒有發(fā)現(xiàn)過纈氨酸的報道椒振,也沒有從斑馬魚相關(guān)數(shù)據(jù)庫中檢索到纈氨酸基因或蛋白質(zhì)昭伸。因此,我們通過生物信息學(xué)分析澎迎,尋找潛在的斑馬魚vanin或同源物庐杨。

根據(jù)以往的研究,斑馬魚的肝臟在受精后48 h (hpf)開始形成并迅速發(fā)育嗡善。在72 hpf時辑莫,斑馬魚已經(jīng)具有完整的肝臟形態(tài)和功能。與哺乳動物相比罩引,斑馬魚在暴露于不同的肝毒性藥物時具有相似的基因表達模式各吨。我們曾報道,半胱胺會導(dǎo)致斑馬魚骨骼發(fā)育異常袁铐,這一表型與人類和大鼠等哺乳動物的表型一致揭蜒。因此,半胱胺在模式生物斑馬魚中的適用性得到了澄清剔桨,但半胱胺對斑馬魚其他器官和組織的影響仍有待探索屉更。

本研究通過斑馬魚幼魚模型研究了半胱氨酸誘導(dǎo)的炎癥反應(yīng)的表型和早期發(fā)育中肝臟脂質(zhì)代謝的紊亂。我們還使用組織切片洒缀、免疫熒光染色和實時定量PCR (qRT-PCR)來確定顯著變化瑰谜。本研究旨在闡明半胱胺引起肝臟脂質(zhì)代謝異常的機制欺冀,為半胱胺的合理治療應(yīng)用提供理論背景,從而提高醫(yī)療安全和公眾健康萨脑。

方法與試劑

半胱胺(CAS No.60-23-1)和IWR-1(CAS No.1127442-82-3)購自Solarbio Technology (Beijing, China)隐轩。1-苯基-2硫脲(PTU) (CAS No. 103-85-5)購于德國Sigma-Aldrich公司。蘇木精(CAS No. 517-28-2)-伊紅(CAS No. 15086-94-9)和油紅O (CAS No. 1320-06-5)購于中國上海三工生物科技公司渤早。

斑馬魚飼養(yǎng)

斑馬魚在恒溫(281°C)系統(tǒng)中职车,在典型的操作設(shè)置下(光照14小時,黑暗10小時)鹊杖。本研究的斑馬魚轉(zhuǎn)基因系悴灵,包括紅色熒光蛋白標記的肝細胞Tg(fabp10:DsRed)、綠色熒光蛋白標記的中性粒細胞Tg(mpx: GFP)骂蓖、紅色熒光蛋白標記的中性粒細胞Tg(lyz:DsRed)和紅色熒光蛋白標記的胸腺T細胞Tg(rag2:DsRed)积瞒,均從中國斑馬魚資源中心(中國武漢)獲得。培育雙轉(zhuǎn)基因菌株Tg(fabp10:DsRed;mpx:GFP)登下,將Tg(fabp10:DsRed)和Tg(mpx:GFP)的雌性或雄性轉(zhuǎn)基因菌株放入交配池中赡鲜。次日上午,收集受精卵庐船,置于培養(yǎng)液(鹽度0.5%,CaCO3: 150 mg/L, pH: 7.0嘲更,電導(dǎo)率:500μS/cm)中保存筐钟。所有動物研究均按照《實驗動物福利指南》進行中華民國科學(xué)技術(shù)部(2006)并隨經(jīng)井岡山大學(xué)動物研究所批準,所有動物實驗均在雅高進行與人民的實驗動物福利準則共舞中華民國科學(xué)技術(shù)部(2006)并隨經(jīng)井岡山大學(xué)機構(gòu)動物保護與使用委員會批準赋朦。

藥物治療

半胱胺與培養(yǎng)基在室溫下溶解篓冲,原液濃度為20 g/L, 4℃保存。實驗中宠哄,用斑馬魚培養(yǎng)基稀釋半胱胺儲存液壹将,達到合適的濃度。胚胎培養(yǎng)液中添加0.003% PTU毛嫉,抑制皮膚色素沉著生長诽俯。在顯微鏡下,選擇發(fā)育形態(tài)正常的斑馬魚進行研究承粤,在72 hpf(每孔30只幼魚)的條件下置于6孔板中暴区。根據(jù)我們之前的研究(Chen et al., 2022)辛臊,實驗分為空白對照組(僅培養(yǎng)基)仙粱、低濃度(L)組(0.18 mM)、中濃度(M)組(0.36 mM)和高濃度(H)組(0.54 mM)彻舰。每組重復(fù)3次伐割,幼魚在28.5℃的培養(yǎng)箱中連續(xù)孵育3天候味。每天更換新鮮溶液。此外隔心,為了研究半胱胺對斑馬魚免疫系統(tǒng)發(fā)育的影響白群,在0 hpf至72 hpf的幼體斑馬魚身上重復(fù)上述實驗,除處理時間外保持程序一致济炎。RNA序列數(shù)據(jù)的生物信息學(xué)分析

斑馬魚形態(tài)改變

用100 mg/L三卡因麻醉斑馬魚幼魚川抡,暴露72 h后固定在3%甲基纖維素中,使用立體熒光顯微鏡(Zeiss, AXIO ZoOM)捕捉并記錄各組肝臟側(cè)熒光的面積和強度须尚。V16,德國)崖堤。免疫細胞的熒光圖像采集也沿用了上述方法。在72 hpf下觀察中性粒細胞耐床,而在144 hpf下觀察胸腺T細胞密幔。

斑馬魚油紅O染色

半胱胺處理72 h后,每組隨機取15只幼魚撩轰,用過量麻醉劑安樂死胯甩。用PBS洗滌3次,4%多聚甲醛(PFA)浸泡過夜堪嫂,以25%偎箫、50%、75%和100%甲醇(PBST配制)梯度脫水皆串,0.5%油紅O室溫染色24 h淹办,再水合至100% PBS。用甲基纖維素固定后恶复,在雙筒顯微鏡(德國徠卡M205 FA)下檢查并拍照怜森。

斑馬魚肝臟的組織病理學(xué)

從每組中隨機抽取10只安樂死的幼魚,固定在4% PFA中谤牡,然后在乙醇梯度中脫水并浸泡在二甲苯中副硅。石蠟包埋的斑馬魚標本用徠卡RM2235德國顯微鏡進行切片,HE染色翅萤。在德國徠卡DM6B顯微鏡下對組織切片進行觀察和測量恐疲。

斑馬魚蘇丹黑和中性紅染色

蘇丹黑特別使中性粒細胞變黑。給藥3 d后套么,每組隨機選取10只安樂死幼魚流纹,轉(zhuǎn)移至1.5 ml離心管中,用1 xPBS洗滌2次违诗,每次5 min漱凝。用4% PFA在4°C下固定過夜后,每個離心管中加入1 ml 0.3%蘇丹黑染色液诸迟,在搖床上染色40分鐘茸炒。用75%乙醇沖洗掉多余的染料愕乎。用甲基纖維素固定幼魚,體視顯微鏡(Leica M205 FA壁公,德國)下拍攝側(cè)尾圖像感论。

中性紅特異性地將巨噬細胞染成紅色。給藥3 d后紊册,每組隨機選取10只幼魚比肄,用含0.5%中性紅的培養(yǎng)液5 ml染色持續(xù)5小時,用培養(yǎng)基沖洗掉多余的染料囊陡。將幼魚麻醉并用甲基纖維素固定后芳绩,在徠卡體視顯微鏡下拍攝背頭圖像。

斑馬魚肝臟生化參數(shù)的測定

每組取60只安樂死幼魚用0.9%生理鹽水勻漿撞反。樣品在2500 rpm下離心10 min后妥色,收集上清進行分析。根據(jù)制造商的說明書(南京醫(yī)院(中國南京生物工程研究所)測量和評估丙氨酸轉(zhuǎn)氨酶(ALT)遏片、天冬氨酸轉(zhuǎn)氨酶(AST)嘹害、高密度脂蛋白(HDL)、總甘油三酯(TC)和總膽固醇(TG)酶活性吮便。

免疫熒光成像

在144hpf下安樂死的斑馬魚用4% PFA在4°C下保存過夜笔呀,用1倍PBS洗滌三次,每次5分鐘髓需。第二天在20°C下進行丙酮處理4小時凿可。之后,斑馬魚幼魚剝皮授账,用3% PT (3% Triton x -100加入1倍PBS)洗滌3次,每次5分鐘惨驶。將斑馬魚幼魚與PBTN (3% PT中添加4% BSA和0.02% NaN3)在室溫下孵育1小時白热,然后用小鼠抗pcna抗體(1:100,ab71286, Abcam, UK)在4℃下孵育過夜。一抗用綠色熒光抗小鼠抗體標記粗卜,該抗體購自InvitrogenTM (Carlsbad, USA)屋确。接下來,將樣品用新配制的DAPI (Roche续扔,德國)溶液(2 ug/ml)在PBS中染色1小時攻臀。最后,使用共聚焦激光顯微鏡(Leica TCS SP8纱昧,德國)進行熒光成像刨啸。

氧化應(yīng)激檢測

氧化應(yīng)激指標超氧化物歧化酶(SOD)和丙二醛(MDA)水平在本研究中使用特定的試劑盒進行測量。首先识脆,在暴露于半胱胺72 hpf后设联,每組80只斑馬魚胚胎在低溫下麻醉善已,然后進行3次5分鐘的PBS洗滌。然后將其與生理鹽水混合离例。在4℃下换团,10000 g離心10分鐘后的上清液用于測量酶的活性。采用BCA法宫蛆,計算各組總蛋白含量艘包。為了測量吸光度,使用SpectraMax iD3多功能微孔板檢測器耀盗。通過與硫代巴比妥酸反應(yīng)在532 nm處測定MDA想虎,通過抑制亞硝酸鹽形成在550 nm處測定SOD。同時測定了sod1和sod2的相對mRNA水平袍冷。采用以下方法檢測活性氧(ROS)磷醋。將半胱胺處理至72 hpf的斑馬魚胚胎置于含有10 mg/ml二氯二氫熒光素二乙酸酯(DFCH-DA)的培養(yǎng)基中,室溫下處理30 min胡诗,避免光照邓线。沖洗和麻醉后,用體視顯微鏡(德國徠卡)拍攝ROS的分布煌恢。所有程序均在制造商(中國南京建成生物工程研究所)的建議下進行骇陈。實驗重復(fù)3次。

基因表達的定量逆轉(zhuǎn)錄- pcr分析

采用Tranzol UP (ET111-01, Takara, Japan)提取每組20只幼魚的總RNA瑰抵。利用cDNA轉(zhuǎn)錄試劑盒(AE311-03, TRANS你雌,中國),將1 μg的總RNA逆轉(zhuǎn)錄成cDNA二汛。TransStart Green qPCR Supermix (AQ601-02, TRANS婿崭,中國)使用ABI Step One Plus RTPCR機(Applied Biosystems, Foster City, CA, USA)運行qRT-PCR。反應(yīng)在以下條件下進行了40個循環(huán):95℃預(yù)變性10分鐘肴颊,95℃變性30秒氓栈,60℃退火30秒。采用內(nèi)參基因eflo對實驗誤差進行校正婿着。表S1列出了本研究使用的引物序列授瘦。

救援實驗

每組隨機選取發(fā)育良好的72hpf胚胎20個,放置于6孔板中竟宋,空白對照組只添加培養(yǎng)基提完,陽性對照組添加0.54 mM半胱胺,實驗組添加0.54 mM半胱胺和0.5 μM IWR-1(一種Wnt信號通路抑制劑)丘侠。采用蔡司立體熒光顯微鏡(ZOOM.V16)對144hpf下的斑馬魚肝臟和中性粒細胞進行觀察和拍照徒欣。

生物信息學(xué)分析

人類和小鼠VNN1蛋白序列從Uniprot數(shù)據(jù)庫中獲得,tBlastn在線在Ensembl網(wǎng)站上進行蜗字。Uniprot Blast在線比對蛋白一級序列帚称。系統(tǒng)發(fā)育樹分析采用MEGA-X鄰接法(Neighbor-Joining, NJ)官研。

聚類分析

采用數(shù)據(jù)聚類的可視化統(tǒng)計方法,測定半胱胺對斑馬魚脂質(zhì)代謝和免疫系統(tǒng)的影響闯睹。指標包括斑馬魚的形態(tài)參數(shù)戏羽、肝酶活性、免疫細胞計數(shù)和相關(guān)基因的相對表達水平楼吃。將數(shù)據(jù)歸一化以計算z分數(shù)(暴露組的平均值減去對照組的平均值除以對照組的標準差)始花。使用TBtools軟件對這些數(shù)據(jù)進行聚類和分析(Chen et al., 2020)孩锡。

統(tǒng)計分析

兩位不同的研究人員對數(shù)據(jù)和圖像進行了盲檢酷宵。使用ImageJ軟件進行圖像統(tǒng)計。在亮場圖像中計算卵黃囊和油紅O染色面積躬窜,以及染色的免疫細胞數(shù)量;熒光圖像計算斑馬魚肝臟面積浇垦、免疫細胞數(shù)量和PCNA抗體標記的增殖細胞數(shù)量。數(shù)據(jù)以均數(shù)±標準差(S.D)表示荣挨,采用單因素方差分析(one - way ANOVA)確定顯著差異男韧。如未另行說明,與空白對照比較默垄,統(tǒng)計學(xué)顯著性定義為*p<0.05此虑,**p<0.01,***p<0.001

結(jié)果

半胱胺影響斑馬魚胚胎的肝臟發(fā)育

為了確定半胱胺的生物毒性口锭,斑馬魚胚胎暴露于規(guī)定濃度的半胱胺朦前。然后對斑馬魚進行形態(tài)學(xué)檢查。從72hpf到144 hpf鹃操,暴露于0.18韭寸、0.36和0.54 mM的半胱胺中,斑馬魚的體長縮短(圖1A, C)荆隘,身體質(zhì)量指數(shù)(BMI)(圖1D)隨著暴露濃度的增加而增加恩伺。斑馬魚胚胎發(fā)育受到不同影響。這些表型觀察表明臭胜,半胱胺暴露導(dǎo)致斑馬魚的發(fā)育毒性。在Tg(fabp10:DsRed)轉(zhuǎn)基因斑馬魚中觀察到肝損害(圖1B)癞尚,肝臟發(fā)育正常耸三,但半胱胺導(dǎo)致肝臟腫脹,肝邊緣不清浇揩,藥物治療后肝臟總面積顯著增加(圖1E)仪壮。肝臟熒光強度無明顯變化(圖1F)。Tg (fabp10:安全域;mpx:GFP)雙轉(zhuǎn)基因斑馬魚在半胱胺處理組中肝臟出現(xiàn)中性粒細胞聚集胳徽,表明肝臟出現(xiàn)炎癥反應(yīng)(圖1G,H)积锅。

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圖1 不同濃度的半胱胺在144 hpf下誘導(dǎo)的肝臟發(fā)育異常和免疫細胞募集爽彤。(A)斑馬魚幼體形態(tài)。(B) Tg (fabp10: DsRed)斑馬魚的laval肝面積缚陷。幼魚(C)體長适篙、(D) BMI、(E)肝臟面積箫爷、(F)熒光強度定量分析嚷节。(G)轉(zhuǎn)基因菌株Tg肝臟區(qū)域代表性圖像(fabp10:DsRed;mpx: GFP)。(H)中性粒細胞數(shù)量定量分析虎锚。比例尺:200 um (A)硫痰, 100 um (B, G). *P< 0.05, P< 0.01, P< 0.001,平均值±S.D.

半胱胺誘導(dǎo)斑馬魚肝臟的組織學(xué)和病理學(xué)改變

卵黃的大小可以用來評估斑馬魚幼魚肝臟的代謝功能窜护,因為在沒有外部能量供應(yīng)的情況下效斑,卵黃是用來維持發(fā)育和運動的。結(jié)果顯示柱徙,半胱胺以劑量依賴的方式延遲了蛋黃的攝取(圖2A;B)缓屠。在144 hpf時,0.54 mM半胱胺處理組的蛋黃面積顯著大于對照組坐搔,說明肝臟存在顯著代謝紊亂藏研。正常肝臟無脂質(zhì)沉積,油紅O不染色;少量脂質(zhì)沉積或僅部分肝臟有脂質(zhì)沉積概行,則油紅O染色較輕或僅部分肝臟染色;肝臟出現(xiàn)嚴重的脂質(zhì)沉積蠢挡,整個肝臟被非常深的油紅o染成紅色。處理組斑馬魚肝臟出現(xiàn)嚴重的脂質(zhì)沉積(圖2 A, C)凳忙。對照組斑馬魚肝臟組織學(xué)形態(tài)學(xué)表現(xiàn)正常业踏,細胞完整飽滿,經(jīng)0.54 mM半胱胺處理后肝細胞變形不規(guī)則涧卵。此外勤家,細胞間接觸變得松散,細胞間基質(zhì)減少柳恐,形成空泡(圖2D)伐脖。

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圖2 暴露于144 hpf不同濃度半胱胺的肝臟脂質(zhì)積累和組織學(xué)異常。(A)全載斑馬魚的油紅o染色圖像乐设。幼魚(B)卵黃區(qū)和(C)油紅o染色區(qū)定量分析(D)斑馬魚幼魚肝臟HE染色讼庇,左下角黃框內(nèi)的放大圖像。比例尺:100 um (A, C)近尚, 200 um (B). *P<0.05, P<0.01, wP<0.001蠕啄,平均值±S.D.

半胱胺改變了斑馬魚的肝臟生化參數(shù)

采用增殖細胞核抗原抗體和原位末端標記法檢測半胱胺肝毒性是否與幼魚肝細胞增殖有關(guān)。結(jié)果顯示,經(jīng)0.54 mmol/L半胱胺處理后歼跟,肝細胞的增殖能力降低和媳,但無統(tǒng)計學(xué)差異(圖3a)G).測定72 hpf下全魚勻漿中ALT、AST哈街、HDL留瞳、TG和TC的含量。除HDL外叹卷,所有指標均呈劑量依賴性增加(圖3 B-F)撼港。與對照組相比,0.36 mM半胱胺處理組TG和TC略有變化骤竹,其他指標均顯著升高帝牡。在0.54 mM半胱胺處理組,所有指標均顯著升高蒙揣。HDL在L組升高靶溜,H組降低,但組間差異無統(tǒng)計學(xué)意義懒震。以上結(jié)果說明罩息,半胱胺誘導(dǎo)斑馬魚肝腫大的主要原因是脂質(zhì)蓄積,而非肝細胞增殖个扰。

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圖3 在144 hpf下暴露于不同濃度半胱胺的免疫熒光圖像和肝臟生化參數(shù)瓷炮。(A)綠色熒光顯示的肝細胞增殖(PCNA蛋白)圖像。(B) ALT递宅, (C) AST娘香, (D) HDH, (E) TG办龄, (F) TG烘绽, (G) PCNA陽性細胞數(shù)。每分鐘酒吧規(guī)模:200嗯(A) < 0.05, * * P < 0.001, P < 0.01,平均值±S.D.

半胱胺擾亂了斑馬魚的先天和獲得性免疫系統(tǒng)

利用在中性粒細胞中表達紅色熒光蛋白的斑馬魚轉(zhuǎn)基因系Tg(lyz:DsRed)檢測半胱胺對斑馬魚固有免疫系統(tǒng)的毒性作用俐填。鑒于幼魚中性粒細胞主要存在于尾端造血組織(CHT)中安接,本研究重點關(guān)注該組織內(nèi)的變化。結(jié)果顯示英融,在72 hpf的半胱胺暴露后盏檐,處理組斑馬魚尾部中性粒細胞數(shù)量增加(圖4a)。作為對這些觀察結(jié)果的進一步證實驶悟,暴露于半胱胺的幼魚尾部中性粒細胞用蘇丹黑B染色胡野,得到了類似的結(jié)果(圖4a),這意味著半胱胺暴露顯著增加了斑馬魚幼魚的中性粒細胞計數(shù)(圖4a)撩银,F(xiàn))给涕。獲得了中性粒細胞紅色染色的胚胎中巨噬細胞的背側(cè)圖像豺憔,隨著半胱胺暴露的增加额获,巨噬細胞數(shù)量逐漸減少(圖4 C, G)够庙。利用具有熒光胸腺t細胞的轉(zhuǎn)基因斑馬魚菌株Tg (Rag2:DsRed)研究了半胱胺對幼魚獲得性免疫系統(tǒng)的毒性。隨著半胱胺濃度的增加抄邀,在144 hpf時觀察到斑馬魚胸腺體積的減少(圖4 D, H)耘眨。總之境肾,半胱胺對斑馬魚幼魚具有免疫毒性作用剔难,并且毒性隨著半胱胺濃度的增加而增強。

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圖4 暴露于不同濃度半胱胺的幼體斑馬魚的免疫細胞變化奥喻。(A)轉(zhuǎn)基因斑馬魚(TelyzDsRed)和(B)全載蘇丹黑黑染色的造血尾端組織中72 hpf的中性粒細胞數(shù)量偶宫。(C)中性紅染色后背頭72 hpf時的巨噬細胞計數(shù)。(D) Tg (Rag2:DsRed)轉(zhuǎn)基因斑馬魚144 hpf時胸腺體積环鲤。(E) tgclr:DsRed轉(zhuǎn)基因斑馬魚幼魚中性粒細胞數(shù)量纯趋,(F)蘇丹黑染色全載中性粒細胞數(shù)量,(G)中性紅染色巨噬細胞計數(shù)冷离,(H)轉(zhuǎn)基因斑馬魚胸腺體積Te (Rog2-DsRed)吵冒。比例尺:200um (A-C), 100um (D)西剥,P< 0.05,P< 0.01,P< 0.001痹栖,平均值±S.D.

半胱胺過度激活氧化應(yīng)激過程

通過ROS分布、SOD活性瞭空、MDA含量等指標檢測半胱胺誘導(dǎo)的斑馬魚幼魚肝毒性和免疫毒性中的氧化應(yīng)激狀態(tài)揪阿。與對照組相比,半胱胺處理組的ROS熒光強度顯著增強(圖5A, B)匙铡。半胱胺暴露導(dǎo)致sod1和sod2在轉(zhuǎn)錄水平下調(diào)(圖5 C, D)图甜。與對照組相比,SOD活性和MDA含量分別在0.36 mM和0.54 mM顯著降低和升高(圖5 E, F)鳖眼。結(jié)果表明黑毅,半胱胺暴露導(dǎo)致氧化應(yīng)激水平顯著升高。

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圖5 暴露于半胱胺誘導(dǎo)的氧化應(yīng)激钦讳。(A) ROS染色矿瘦。(B) ROs熒光強度。(C) sod1相對mRNA水平愿卒。(D)相對mRNAsod2水平缚去。(E) MDA含量。(F) SOD活性琼开。比例尺:100 um (A). p< 0.05,p<0.01, p<0.001易结,平均值±S.D.

生物信息學(xué)分析

為了鑒定斑馬魚vnnl同源基因,我們使用Ensemble在線blast工具,以人類Vanin1蛋白作為參考序列搞动,對斑馬魚基因組(GRCz11)進行比較躏精。發(fā)現(xiàn)斑馬魚vnnl同源基因為雙截獲生物素酶(btd),位于第19染色體上鹦肿,位置信息為Chr 19:2002964-2004133和Chr 19:2001516-2001674矗烛。斑馬魚的btd基因含有3個外顯子,編碼520個氨基酸的蛋白箩溃。斑馬魚生物素酶蛋白與人類Vaninl和小鼠Vaninl蛋白具有高度的序列同源性(圖S1 a)瞭吃。此外,我們使用Mega的NJ分析構(gòu)建了迄今為止克隆的幾個物種的Vaninl氨基酸序列的系統(tǒng)發(fā)育樹涣旨。斑馬魚的生物素酶與非洲爪蛙和果蠅的vnn1同源物相似歪架,而與另一種骨魚密西西比白鱘(Mississippi paddlefish)的距離較遠,這可能表明它們在進化上并不相同(圖s1b)霹陡。

半胱胺引起免疫信號和脂質(zhì)代謝基因表達異常

從上述實驗可以看出牡拇,半胱胺暴露在斑馬魚體內(nèi)引起肝毒性和免疫毒性。采用qRT-PCR技術(shù)測量了半胱胺暴露對144hpf斑馬魚基因轉(zhuǎn)錄水平的影響穆律。結(jié)果發(fā)現(xiàn)惠呼,參與免疫信號傳導(dǎo)的關(guān)鍵基因出現(xiàn)上調(diào)。與對照組相比峦耘,治療組的cxcl-clc剔蹋、il-8和ifn-y的表達水平更高。特別是辅髓,與對照組相比泣崩,0.54 mM組il-8和ifn-y的表達增加了四倍以上。雖然tlr4在所有濃度藥物治療組中均有所增加洛口,但低劑量組和中劑量組均未顯示出顯著差異(圖6 a - d)矫付。此外,72hpf時炎癥因子轉(zhuǎn)錄物表達水平的總體趨勢與144hpf時相關(guān)第焰。半胱胺暴露導(dǎo)致斑馬魚在72hpf時炎癥因子表達上調(diào)(圖6 E-H)买优。

此外,半胱胺暴露也影響了斑馬魚脂質(zhì)代謝相關(guān)基因的表達挺举。在144 hpf下杀赢,暴露于0.36和0.36的幼魚體內(nèi),甾醇調(diào)節(jié)元件結(jié)合蛋白1 (srebf1)湘纵、甾醇調(diào)節(jié)元件結(jié)合蛋白2 (srebf2)脂崔、3-羥基-3-甲基戊二酰輔酶A還原酶A (hmgcra)和脂肪酸合成酶(fasn)的轉(zhuǎn)錄物水平顯著升高0.54 mM半胱胺與對照相比,而三磷酸腺苷結(jié)合轉(zhuǎn)運蛋白1a (abcala)和三磷酸腺苷結(jié)合轉(zhuǎn)運蛋白1b (abcalb)顯著下調(diào)(圖6 I-N)梧喷。三磷酸腺苷結(jié)合轉(zhuǎn)運蛋白la (abcala)和三磷酸腺苷結(jié)合轉(zhuǎn)運蛋白1b (abcalb)的表達水平顯著下調(diào)(圖6 E-J)砌左。這些基因參與脂肪形成脖咐、脂肪積累和膽固醇代謝。生物素酶(btd)表達增加汇歹,過氧化物酶體增殖物激活受體y (ppary)表達降低(圖6 O-P)文搂。

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圖6 暴露于不同濃度鉻胺的斑馬魚幼魚相對mRNA水平。(A-D) 144 hpf時炎癥因子:ifn-y秤朗。tlr4。Il-8和cxcl-clc笔喉。(E-H) 72 hpf時的炎癥因子:ifn-y取视、tir4、il-8和cxcl-clc常挚。(I-N) 144 hpf時脂質(zhì)代謝因子:srebfl噪裕、srebf2银还、hmgcra和fasn。(O-P)144 hpr時泛酸代謝因子:p0.05, P0.01,P<0.001,平均值S.D.

Wnt信號參與半胱氨酸誘導(dǎo)的肝臟和免疫發(fā)育缺陷

為了探究半胱胺是否影響Wnt信號傳導(dǎo)拙已,我們首先評估了Wnt信號傳導(dǎo)相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄水平。半胱胺暴露后绪商,Wnt信號轉(zhuǎn)導(dǎo)靶點axin2和lef1以及Wnt信號轉(zhuǎn)導(dǎo)關(guān)鍵基因ctnnbl通過定量聚合酶鏈反應(yīng)出現(xiàn)顯著上調(diào)(圖7 H-J)坛掠,表明半胱胺激活了Wnt信號轉(zhuǎn)導(dǎo)。下一步盗忱,我們在斑馬魚胚胎中通過IWR-1抑制Wnt信號酱床。IWR-1顯著緩解了半胱胺引起的肝臟和免疫發(fā)育缺陷(圖7 A-E),上調(diào)了ppar-y的表達趟佃,但沒有顯著改變btd的表達(圖7 F, G)扇谣。

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圖7 Wnt信號在眼胺誘導(dǎo)的肝臟發(fā)育不良中的作用。(A)在144 hpf下闲昭,0.2 pM TWR-暴露于0.54和0.54 mM半胱胺的斑馬魚幼魚的亮場圖像罐寨。(B)在144 hpf下暴露于0.54和0.54 mM半胱胺和0.2微米IWR-1的Te (fabp10: DsRed)斑馬魚的左肝面積。(C)在144 hpf下序矩,暴露于0.54和0.54 mM半胱胺和0.2 μ m IWR-1條件下的Telyz:DsRed斑馬魚造血尾端組織中中性粒細胞數(shù)量鸯绿。定量分析(D) Tg(fabp10: DsRed)斑馬魚的肝臟面積和(E) Tg(lyz:DsRed)斑馬魚的中性粒細胞數(shù)量。顯微鏡下成像的斑馬魚暴露于Tg(twhh: GFP)幼魚1.05 mM evsteamine和1.05 mM evsteamine與60微米丙戊酸鈉在72 hpf下簸淀。(F-G)暴露于0.54和0.54的斑馬魚的相對pparty和btd mRNA水平0.54 mM半胱胺楞慈,在144 hpf下0.2 uM IWR-1。(H-J)暴露于不同濃度半胱胺的斑馬魚幼魚Wnt信號mRNA的相對水平啃擦。比例尺:200 um (A)囊蓝, 100 um (B-C),P<0.05,P<0.01令蛉, *P<0.001聚霜,平均值±S.D.

聚類分析

通過分層聚類分析對斑馬魚肝臟和免疫系統(tǒng)指標及相關(guān)基因表達進行歸一化和分類后狡恬,得到了一個清晰的、有區(qū)別的排序(圖8)蝎宇〉芫ⅲ可視化結(jié)果形象地概括了半胱胺暴露在斑馬魚中引起的顯著差異。具體來說姥芥,與對照組相比兔乞,TC、油紅o染色區(qū)域以及fasn凉唐、ifny和cxcl-clc的表達水平顯著升高庸追。

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圖8 分層聚類分析揭示了半胱胺暴露對斑馬魚脂質(zhì)代謝、免疫系統(tǒng)和相關(guān)基因表達的影響台囱。

我們進一步分析了在四個簇中表達的頂級標記基因淡溯,發(fā)現(xiàn)一些基因主要特異性地表達在其中一個簇中,例如簿训,tectb在簇5,zpld1a在簇12,cal1b在簇0和簇7(圖3B, S3)咱娶。功能富集分析顯示,上述4個細胞簇中表達的很多基因具有毛細胞相關(guān)的生物學(xué)功能(圖3C-F)强品,這表明這些細胞是毛細胞膘侮。為了進一步確認毛細胞的聚類和注釋,我們進行了全載原位雜交(WISH)的榛。zpld1a基因主要在嵴毛細胞中表達喻喳,根據(jù)我們的分析,嵴毛細胞被認為位于簇12(圖3H)困曙,這與之前的研究[21]一致表伦。至于簇0和7的細胞,雖然都是神經(jīng)肥大毛細胞慷丽,但它們之間存在差異蹦哼。根據(jù)成熟和年輕毛細胞標志物s100s[22]和prox1a[23]在兩個簇中的表達情況,簇0的細胞被歸類為成熟神經(jīng)肥大毛細胞要糊,簇7被歸類為年輕神經(jīng)肥大毛細胞(圖S4)纲熏。

另一方面,我們分析了支持細胞的標記基因klf17[24]锄俄,發(fā)現(xiàn)它主要表達在簇1的細胞中(圖S5)局劲,這表明這一簇細胞是支持細胞。同樣奶赠,我們還分析了據(jù)報道在套細胞中表達的基因鱼填,如tnfsf10、ponzr6毅戈、pkhd1l1苹丸、fat1b愤惰、crb3b、cts12赘理、ovgp1和cldne[17]宦言,發(fā)現(xiàn)高水平表達這些基因的細胞聚集在簇9中(圖S6)。然而商模,它們表達了一些已被證明在毛細胞中特異性表達的基因奠旺,如myo6b[25]、myo7aa[26](圖S7)施流,這提出了它們是可以分化為毛細胞的支持細胞的可能性响疚。因此,我們得出結(jié)論嫂沉,來自簇1和9的細胞分別是支持細胞和套細胞,來自簇14的細胞可能是毛細胞祖細胞扮碧。

討論

半胱胺與半胱胺二硫的氧化還原反應(yīng)是半胱胺雙相效應(yīng)的基礎(chǔ)趟章。通過使用低濃度的半胱胺,半胱氨酸被轉(zhuǎn)運到細胞中慎王,在細胞中進一步轉(zhuǎn)化為谷胱甘肽蚓土。谷胱甘肽的抗氧化特性在調(diào)節(jié)細胞氧化還原穩(wěn)態(tài)中起著關(guān)鍵作用。盡管如此赖淤,高濃度的半胱胺與過渡金屬結(jié)合會產(chǎn)生過氧化氫分子蜀漆,從而導(dǎo)致氧化應(yīng)激。因此咱旱,劑量選擇很重要确丢,以避免半胱胺治療各種疾病的任何并發(fā)癥。人類血液中的半胱胺水平通常低于檢測閾值(<0.1 μM)吐限。重酒石酸半胱胺在15mg /kg時產(chǎn)生的峰值血漿濃度為給藥1小時后0.03-0.07 mM 鲜侥。其他研究報道了與高劑量半胱胺治療相關(guān)的罕見副作用(>90 mg/kg/day (1.95 g/m2/day)),包括骨痛诸典、肌痛和肘部瘀傷(皮膚活檢中反應(yīng)性血管內(nèi)皮質(zhì)骨質(zhì)疏松)描函。回顧性隊列研究130例患者接受0.55%(約48 mM)鹽酸半胱胺滴眼液治療45個月后狐粱,報告了47個非嚴重不良反應(yīng)(一般為一過性刺激舀寓、刺痛、或視物模糊)和4起嚴重不良事件(包括角膜炎和角膜潰瘍)肌蜻。本研究中半胱胺的暴露濃度比人類治療性暴露低幾個數(shù)量級互墓,0.18 mM及以上的半胱胺劑量會導(dǎo)致斑馬魚幼魚的肝毒性,其特征是炎癥反應(yīng)和脂質(zhì)代謝異常蒋搜。雖然現(xiàn)有的證據(jù)并不能證實半胱胺暴露的相對劑量強度轰豆,由于之前沒有半胱胺與斑馬魚肝臟的相關(guān)報道胰伍,但基于以上事實,我們認為至少本實驗中使用的0.54 mM是斑馬魚的高暴露劑量酸休。仍有必要探索與斑馬魚試驗中使用的濃度有關(guān)的人類相關(guān)性骂租。

在本研究中,我們培養(yǎng)了熒光蛋白標記的肝細胞和炎癥細胞轉(zhuǎn)基因斑馬魚系斑司,以便在體內(nèi)直接觀察肝損傷和炎癥反應(yīng)渗饮。結(jié)果表明,在發(fā)育早期暴露于半胱胺會導(dǎo)致斑馬魚幼魚肝臟異常增大宿刮,肝中性粒細胞增加互站,肝臟脂肪沉積,轉(zhuǎn)氨酶增加僵缺,脂質(zhì)代謝因子和炎癥因子破壞胡桃,表現(xiàn)出與人類相似的非酒精性脂肪性肝炎(NASH)樣病變。

脂肪沉積在肝臟和飽和游離脂肪酸的積累是非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)的標志磕潮。肝細胞受到這些脂肪沉積的毒性影響翠胰,導(dǎo)致疾病進展。由于脂肪毒性自脯,肝臟可能受損并引發(fā)炎癥反應(yīng)之景,導(dǎo)致非酒精性脂肪性肝炎和纖維化。然而膏潮,在目前的研究中锻狗,在肝臟發(fā)育開始之前的半胱胺暴露導(dǎo)致免疫系統(tǒng)改變,其特征是中性粒細胞增多和72 hpf時斑馬魚炎癥因子表達升高焕参。炎癥反應(yīng)也可能影響發(fā)育中的肝臟脂質(zhì)代謝過程轻纪,兩者可能在NAFLD中相互促進。僅就本研究而言叠纷,炎癥似乎是肝臟脂質(zhì)代謝異常的起始因素桐磁,需要進一步的實驗來闡明兩者之間的關(guān)系。

大多數(shù)生理過程和疾病都涉及氧化應(yīng)激讲岁。在本研究中我擂,我們發(fā)現(xiàn)半胱胺的劑量依賴性分布會增加斑馬魚體內(nèi)的活性氧種類。半胱胺處理后氧化產(chǎn)物MDA含量的增加與這些結(jié)果一致缓艳。至于轉(zhuǎn)錄和翻譯水平上SOD的降低校摩,可能是氧化應(yīng)激過度激活后的代償性變化。綜上所述阶淘,本研究發(fā)現(xiàn)衙吩,半胱胺暴露后,氧化應(yīng)激的上調(diào)是斑馬魚的一個顯著病理特征溪窒。

有趣的是坤塞,半胱胺曾被用作抗氧化劑用于治療非酒精性脂肪性肝炎(NASH)冯勉。在一項多中心、安慰劑對照摹芙、雙盲試驗中灼狰,包括169名活檢證實為NASH的兒童(8-17歲),盡管ALT和肝葉炎癥有顯著改善浮禾,但未能達到主要結(jié)局指標(NAFLD活動評分降低2分或更多交胚,肝纖維化未惡化)。與上述研究結(jié)果相反盈电,我們發(fā)現(xiàn)半胱胺反而導(dǎo)致總甘油三酯和總膽固醇升高蝴簇、肝脂肪變性,并顯著增加srebfl匆帚、srebf2熬词、hmgra和fasn(參與脂肪形成和脂質(zhì)積累的基因)的轉(zhuǎn)錄水平,而abcala和abcalb(與膽固醇轉(zhuǎn)運相關(guān)的基因)的表達水平在早期發(fā)育的幼魚中顯著下調(diào)吸重,表現(xiàn)出非酒精性脂肪肝樣病變互拾。這與前面提到的半胱胺的雙相作用有關(guān),但也提示除了抗氧化劑之外晤锹,半胱胺還有其他靶點的可能性摩幔。

Vanin是輔酶a向半胱胺代謝的關(guān)鍵酶循環(huán)彤委,也參與炎癥和脂質(zhì)代謝的調(diào)節(jié)鞭铆。出乎意料的是,我們沒有在NCBI焦影、ZFIN车遂、UNIPROT和ENSEMBL等數(shù)據(jù)庫中檢索到斑馬魚pantetheinase或vanin (vnn)對應(yīng)的基因或蛋白質(zhì)的存在。通過與斑馬魚蛋白數(shù)據(jù)庫的比對斯辰,我們鑒定出了生物酶前體(pre-btd)舶担,它們與釩蛋白屬于同一水解酶超家族。在人類中彬呻,這兩種蛋白質(zhì)都分解線性酰胺中的碳氮鍵衣陶,而不是肽鍵。據(jù)推測闸氮,斑馬魚btd在泛茶氨酸的分解代謝中起著類似于纈氨酸的酶的作用剪况。在本研究中,我們發(fā)現(xiàn)半胱胺暴露導(dǎo)致斑馬魚幼魚btd mRNA水平上調(diào)蒲跨。

vnnl基因在肝臟译断、腎臟和內(nèi)分泌腺等代謝活性較高的組織中高度表達。從分子上看或悲,vanin在肝臟的脂質(zhì)代謝和潘镞洌磺酸合成中起著重要作用堪唐。此外,在炎癥性銀屑病皮膚的免疫組化中觀察到翎蹈,觸發(fā)氧化應(yīng)激或炎癥應(yīng)激的藥物可促進vnn3的表達淮菠。與野生型(WT)小鼠相比,vnn1基因敲除小鼠對氧化應(yīng)激暴露的抵抗力更強杨蛋。這種抗性可以通過給藥半胺(半胱胺的氧化形式)來消除兜材,可能是由于抑制了通過蛋白質(zhì)二硫鍵交換合成谷胱甘肽所需的y-谷氨酰半胱氨酸合成酶。有人認為逞力,vnnl可能會促進炎癥曙寡。另一項研究發(fā)現(xiàn),vnn1(-/-)小鼠對急性(NSAID給藥)和慢性(血吸蟲感染)誘導(dǎo)治療均產(chǎn)生較低的炎癥反應(yīng)寇荧。因此举庶,vnnl對于先天免疫細胞感知壓力的能力至關(guān)重要。另一方面揩抡,肝細胞表達vaninl蛋白户侥,尤其是靠近中央靜脈的區(qū)域性小葉中心肝細胞。幾種NAFLD小鼠模型顯示Vnn1 mRNA表達升高峦嗤。脂質(zhì)代謝可能直接受到泛酸酶活性的影響蕊唐。正如其他研究表明的那樣,vnn1在肝細胞脂質(zhì)之前上調(diào)在小鼠和人肝癌Huh-7細胞中均有vnn1的聚集烁设,提示vnn1的激活可能是疾病的始動因素替梨。

這些結(jié)果表明vnn與脂質(zhì)代謝和炎癥密切相關(guān)。而半胱胺又是如何影響btd (vnn的替代物)的表達装黑,進而導(dǎo)致炎癥上調(diào)和脂質(zhì)代謝紊亂的呢?從現(xiàn)有的結(jié)果來看副瀑,我們假設(shè),由于輔酶a -泛酸-半胱胺是一種循環(huán)代謝狀態(tài)恋谭,外源性半胱胺導(dǎo)致輔酶a合成增加糠睡,進而誘導(dǎo)泛酸增加和btd表達水平升高,并導(dǎo)致下游分子的一系列改變疚颊,包括促炎因子增強以及肝臟脂肪生成過度活躍狈孔。

此外,過氧化物酶體增殖體激活受體y (ppary)和傳統(tǒng)的Wnt/ b -連環(huán)蛋白軸經(jīng)常相互對立;一個增加材义,另一個被抑制均抽,反之亦然。這兩種成分之間的相互作用似乎在炎癥母截、氧化應(yīng)激和癌癥中非常常見到忽。也證實了纈氨酸對腸上皮細胞中pparty mRNA表達的直接影響。特別是,PPARy可以抑制由活性蛋白1(AP1)喘漏、κ B核因子(NF-xB)和轉(zhuǎn)錄信號轉(zhuǎn)導(dǎo)和激活因子1(STAT1)介導(dǎo)的脂多糖誘導(dǎo)的轉(zhuǎn)錄效應(yīng)护蝶。至于Wnt信號傳導(dǎo)與vanin之間的關(guān)系,目前尚未見文獻報道翩迈。在本研究中持灰,Wnt信號抑制劑IWR-1對btd的表達沒有顯著影響。上述結(jié)果初步提示负饲,半胱胺可引起btd上調(diào)堤魁。隨后,它誘導(dǎo)pany下調(diào)返十,然后通過激活Wnt信號通路引起肝臟炎癥和脂質(zhì)代謝紊亂妥泉。

結(jié)論

綜上所述,本研究表明洞坑,半胱胺可誘導(dǎo)斑馬魚幼魚的炎癥反應(yīng)和脂質(zhì)代謝盲链,導(dǎo)致肝臟損傷。并且首次發(fā)現(xiàn)迟杂,這些病理變化可能是由btd(一種分子起始事件)共同介導(dǎo)的刽沾,btd可能在斑馬魚體內(nèi)充當(dāng)vanin同工酶,與半胱胺在泛酸降解過程中產(chǎn)生相互反饋調(diào)節(jié)排拷。進一步說侧漓,氧化應(yīng)激的激活和Wnt信號的上調(diào)可能也參與了這一過程。兒童服用半胱胺時监氢,應(yīng)合理控制劑量布蔗,警惕其潛在的炎癥反應(yīng)和肝毒性。

基金:中國科學(xué)技術(shù)部(2021 VEA1101300和2020YFA0112500);國家自然科學(xué)基金中國(82070920)忙菠。

本文章原文:https://doi.org/10.1016/j.tox.2023.153555

注:因文章篇幅有限何鸡,所有相關(guān)引用文獻纺弊,以及補充圖牛欢、表可以點擊至原文查閱。


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