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Cell Metab热点研究 | 在抗衰老热潮中,硫巯基化修饰为何脱颖而出?

发布时间:2025-02-07

摘要

苍老不是个简化且多要素的怪产品工件学的时候 ,它不止图标着时候的淡去,更伴由于怪产品工件体几种生理性方面能力性的急剧低迷和各大病症问题的取得持续上升。从細胞层级的代谢转化转化改善、DNA挫裂伤加权平均值,到人体内脏系統的能力性失衡,苍老的影向穿过自己生命的所有环节。历近几年来来,由于团伙怪产品工件学和血清质组学的迅速发展进步,半胱氨酸淡化血清组学急剧探访了调查者的视域。硫基化淡化有所作为进来的一种生活最重要的血清质后淡化,急剧备受调查者的了解。它在細胞数据信号心脏传导系统、代谢转化转化政策调控和抗硫化减伤等关键点生理性方面的时候 中扮演着难以或缺的阵营。

2025年1月21日德国莱布尼茨研究所Milos R Filipovic的教授团队在Cell Metab报纸(IF:27.7)上发表了题为“Ergothioneine improves healthspan of aged animals by enhancing cGPDH activity through CSE-dependent persulfidation”的研究文章,该研究发现利用硫巯基化体现组学发现食用硫醇类物质麦角硫因(ET)可以通过CSE催化的H2S产生和蛋白质过硫化作用发挥作用,从而显著增强线虫和老鼠的寿命。ET处理不仅增加了线虫和老鼠的NAD+水平,导致线粒体呼吸、ATP产生和细胞生长增强,从而改善了老龄老鼠的肌肉质量、血管化、肌肉细胞干细胞和跑步机耐力。这些发现阐明了ET的多方面作用,并为治疗与年龄相关的肌肉减少和代谢紊乱提供了见解。

图1 玩法图

(图源:Petrovic, et al., Cell Metab, 2025)

探秘ET对细胞衰老小动物健康生活期限的引响

首先,研究人员在秀丽隐杆线虫模型中测试了ET对寿命和健康寿命的影响。他们观察到ET处理显著延长了线虫的寿命,并提高了其运动能力,增强了抗应激能力,并降低了与年龄相关的生物标志物的水平。为了阐明ET的作用机制,研究人员对线虫的硫巯基化遮盖高蛋白质组和转录组进行了分析。他们发现,ET处理导致超过300种蛋白质的蛋白质硫巯基化(PSSH)水平显著增加,但这些变化并没有导致基因表达的变化,提示ET的作用可能是通过翻译后修饰来实现的。

图2 ET可变长秀挺隐杆线虫的生命周期和安全健康状态

(图源:Petrovic, et al., Cell Metab, 2025)

表明ET功效的分子结构原则

研究人员通过组学分析观察到,ET处理导致线虫体内多种蛋白质的硫巯基化水平显著升高。这些发生硫巯基化的蛋白质主要定位在细胞质囊泡和线粒体ATP合酶复合物中,并且与抗氧化活性以及铜、NAD+和FAD的结合活性相关。进一步的热淀粉酶质组学分析(TPP)识别CSE作为ET结合靶点的可能性,并进行体外实验验证 ET 与CSE的相互作用。使用分子对接软件预测ET与CSE的结合位点,并分析其相互作用模式。ET处理导致线虫和MEF(小鼠胚胎成纤维)细胞中H2S水平的升高,证实了ET作为CSE的替代底物。研究还揭示了ET的反应机制,CSE将ET去硫基化,生成Hercynine,然后进一步转化为过硫化物,并最终产生H2S。CSE在线虫和MEF细胞中的存在是ET产生H2S的关键。

图3 ET是CSE导致H2S的底物

(图源:Petrovic, et al., Cell Metab, 2025)

声明ET效用的依赖关系性

研究探讨考生进行一型号科学试验否认了ET的的功效。第一次,在CSE敲除的线虫中,施用Kaplan-Meier我的世界生存具体浅析和Mantel-Cox长秩抽样检查评估方法ET对线虫在使用时间的反应,出现 ET整理是并没有减少在使用时间或减少身心健康生活在使用时间,这否认了ET的的功效依靠于CSE。相近地,MPST(3-巯基异丙醇酸硫改变酶)敲除的线虫也无法从ET中赢得身心健康生活在使用时间的益处,这现示MPST表示因此ET的功效所也要。前者,在CSE敲除的MEF細胞中,施用MTT法和线粒体感受不到职能具体浅析决定ET整理是并没有减少人体抗氧化性的抗逆性或細胞发展,这进一次否认了ET的的功效依靠于CSE。細胞力量和排泄具体浅析现示,ET整理影响MEF細胞和HUVEC(人脐动脉内皮)細胞的线粒体感受不到提升、ATP形成提升和細胞发展越来越快。以至于,此类边际因素在CSE敲除細胞中消散,这否认了ET的的功效依靠于H2S数据肌肉收缩和細胞排泄。此类出现 不单单阐释了ET的功效的原子系统,同时更加注重了CSE在ET介导的生物技术边际因素中的要点的功效。

图4 ET疗法对保修期和安全的益处依赖于于CSE

(图源:Petrovic, et al., Cell Metab, 2025)

探讨ET对NAD+总体水平的影响力

设计相关工作员在科学探究ET对NAD+质量的造成方位会察觉,ET外理差异性改善了线虫、MEF血肿瘤组织细胞和相关腹肌组识中的NAD+质量。这个会察觉显示系统ET几率在调血肿瘤组织细胞能源组织细胞代谢率和衰退阶段中利用至关重要目的。经由硫巯基化分享,设计相关工作员进1步会察觉ET外理造成cGPDH的硫巯基化质量差异性上升。cGPDH是NAD+转成条件中的至关重要酶,它在将萄葡糖-6-磷酸转换成为6-磷酸萄葡糖酸的阶段中造成NADPH,以求造成NAD+/NADH的和平。cGPDH敲除的线虫暂未从ET中取得NAD+质量的益处,这确认cGPDH是ET目的的至关重要酶。除此以外,设计相关工作员还会察觉ET外理造成相关腹肌组识中cGPDH活力差异性上升,并确认了cGPDH硫巯基化是造成活力上升的原因。这个会察觉体现了了ET经由调cGPDH的硫巯基化的情形来造成其活力的机能,关键在于几率造成NAD+的转成和血肿瘤组织细胞组织细胞代谢率。

图5 ET能够 产生3-磷酸甘油脱氢酶的硫巯基化来扩大NAD关卡并优化全身肌肉营养健康

(图源:Petrovic, et al., Cell Metab, 2025)

个人总结

笔者认为所诉,本钻研分析找到ET完成CSE-H2S-cGPDH-SSH-NAD+无线信号通道提高了NAD+含量,最后减少力量群效率、血官化、力量群内部干内部数量统计和耐力,延缓身心卫生使用使用期。这一项找到为解释ET在显老的时候中的的能力给予了新的移动镜头,并以激发涉及显老相关慢性病的新针灸给予了未知的很有可能性。ET的的能力原则和未知的诊治软件为未来生活的钻研分析给予了多的研究探讨空间。完成进两步的钻研分析,.我很有可能会找到ET在减少猿类身心卫生和延缓身心卫生使用使用期层面的非常多未知益处。

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拜谱生物作为一家国内领先的多组学服务公司,可提供成熟完善的蛋白质组学、修饰蛋白质组学、代谢组学、转录组学等多组学产品技术服务体系。拜谱生物在氧化还原修饰蛋白质组学领域深耕多年,暨首例创立、我国独一无二非常成熟商务化的棕榈酰化突显核蛋白组学后,成功推出了亚硝基化、谷胱甘肽化、硫巯基化、次磺硝化作用、total防氧化抹除、游走巯基等装饰服务,构建了软件最好的网站面、技艺制度最熟的半胱氨酸防氧化还原系统系例修饰语组学软件,积累了丰富的项目经验,实现了在不同物种、不同模型、不同组织中的高效检出,并助力发表了一系列高水平文章,包括Nature、Molecular Cancer等。此外,拜谱生物新开发的Cys-Tag标记方法,现已实现半胱氨酸氧化还原修饰的全局检测,一次检测可对多种修饰同时表征。欢迎咨询!

选取文献综述:

Petrovic D, Slade L, Paikopoulos Y, D'Andrea D, Savic N, Stancic A, Miljkovic JL, Vignane T, Drekolia MK, Mladenovic D, Sutulovic N, Refeyton A, Kolakovic M, Jovanovic VM, Zivanovic J, Miler M, Vellecco V, Brancaleone V, Bucci M, Casey AM, Yu C, Kasarla SS, Smith KW, Kalfe-Yildiz A, Stenzel M, Miranda-Vizuete A, Hergenröder R, Phapale P, Stanojlovic O, Ivanovic-Burmazovic I, Vlaski-Lafarge M, Bibli SI, Murphy MP, Otasevic V, Filipovic MR. Ergothioneine improves healthspan of aged animals by enhancing cGPDH activity through CSE-dependent persulfidation. Cell Metab. 2025 Jan 15:S1550-4131(24)00490-X. doi: 10.1016/j.cmet.2024.12.008
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