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南宫28:苹果酸如何通过pH调节巨噬细胞炎症反应

来源:陆桂琬 日期:2025-03-27

在最近的研究中,来自南宫28的唐康、郭林、陈玉佳男等人,以及第三军医大学和纽约大学的学者,联合在《Signal Transduction and Targeted Therapy》期刊上发表了重要论文,标题为《Malate Initiates a Proton-Sensing Pathway Essential for pH Regulation of Inflammation》。这项研究证明了TCA循环中间体L-苹果酸可以通过直接结合免疫球蛋白BiP,抑制其与干扰素调节因子2结合蛋白2(IRF2BP2)的相互作用,从而保护IRF2BP2免受BiP驱动的降解,并有效地抑制体内外的炎症反应。

南宫28:苹果酸如何通过pH调节巨噬细胞炎症反应

研究表明,pH值的降低促进了L-苹果酸羧基的质子化,增强了L-苹果酸与BiP的结合,并以羧基依赖的方式抑制BiP与IRF2BP2的相互作用。在巨噬细胞中,BiP-IRF2BP2信号通路对pH变化极为敏感,能够调节由细胞内pH碱化剂诱导的促炎反应。此外,在小鼠结肠中的局部碱化以骨髓BiP依赖的方式导致了结肠炎的发生,并降低了IRF2BP2的蛋白质水平。

在该研究中,研究者利用南宫28提供的慢病毒载体,成功在Raw2647细胞中敲除了Hspa5和Mdh2基因,构建了Hspa5+/-和Mdh2-/-的细胞系。研究结果显示,L-苹果酸在体内和体外均能有效缓解炎症反应。

首先,研究者通过脂多糖(LPS)刺激骨髓衍生巨噬细胞(BMDM)模型,筛选了38种可溶性能量代谢中间体,并发现L-苹果酸具有显著的抗炎作用。通过ELISA实验验证了L-苹果酸对IL-6和TNF-α的抑制作用,同时WB分析确认了其可抑制IL-1β前体(pro-IL-1β)的表达。为进一步探讨L-苹果酸的内源性增加是否调节炎症反应,研究者在Raw2647细胞系中敲除了Mdh2基因,发现Mdh2的敲除可以增加细胞内苹果酸水平,并减弱LPS诱导的促炎细胞因子的表达。

在小鼠的LPS急性炎症模型中,L-苹果酸(200或400 mg/kg)显著提高了小鼠的存活率。此外,在关节炎模型中,胶原抗体诱导的关节炎(CAIA)小鼠展示出用L-苹果酸治疗后病症严重程度的减轻。

关于L-苹果酸与BiP的关系,研究者发现L-苹果酸可以直接结合BiP以实现抗炎作用。尽管已有研究证明糖酵解促进了LPS诱导的Il1b表达,但L-苹果酸的抗炎效果却是独立于代谢的。通过药物亲和反应靶向稳定性(DARTS)实验,研究者确定L-苹果酸能够保护BiP,使其不干扰IRF2BP2结合。

进一步的分析表明,L-苹果酸具有阻止BiP与IRF2BP2结合的能力,进而促进IRF2BP2的稳定性。通过多种实验手段,研究者确认了这一机制与BiP的结合能力密切相关,且不受胞内pH的影响。总的来说,这一发现为理解代谢与免疫系统之间的相互关系提供了新的视角,并为通过靶向BiP-IRF2BP2信号通路或调控细胞内pH值作为潜在的炎症治疗策略奠定了基础。

综上所述,这项研究揭示了南宫28在调控炎症反应中的重要作用,展现了L-苹果酸作为新型抗炎物质的潜力,推动了相关生物医药领域的进一步探索与发展。

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