体内自然‘灭火器’的解锁:维生素B3如何增强新型抗炎分子

体内自然‘灭火器’的解锁:维生素B3如何增强新型抗炎分子

引言:炎症的双刃剑

炎症是身体对抗感染和损伤的重要自我防御机制。当免疫细胞检测到威胁时,它们会发起炎症反应以中和危险并启动修复过程。然而,这一重要过程可能成为一把双刃剑——过度或不受控制的炎症是许多严重健康状况的基础,包括败血症、炎症性肠病和代谢综合征。

医学领域面临的最大挑战之一是如何及时对过度活跃的免疫反应施加“刹车”,防止其失控,同时不损害身体的防御能力。同济医学院最近发表在著名期刊Cell Metabolism上的研究揭示了我们体内一种显著的自然机制,这可能是解决这一难题的关键。

维生素B3:细胞健康和炎症调节的基础

维生素B3,通常称为烟酸,包含两种活性形式:烟酸和烟酰胺。它在烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD+)的合成中起着核心作用,NAD+是一种关键辅酶,支持能量代谢、DNA修复和信号传导途径等基本细胞功能。

NAD+与炎症反应的启动、进展和消退密切相关。因此,维持最佳水平的维生素B3——进而维持NAD+——不仅支持一般细胞健康,还支持免疫系统有效调节炎症的能力。

同型半胱氨酸乙酰乙酸酯的发现:体内的内置‘灭火器’

同济医学院的研究人员发现了一种在炎症期间由免疫细胞产生的新型抗炎代谢物:同型半胱氨酸乙酰乙酸酯(HCA)。这种分子通过两种已知化合物——衣康酸和同型半胱氨酸——之间的一个非凡生化结合而产生。

  • 衣康酸是由活化的巨噬细胞(一种免疫细胞)大量释放的代谢物,以其抗炎特性著称,充当‘免疫哨兵’。
  • 同型半胱氨酸则传统上被视为与慢性疾病如心血管疾病和神经退行性疾病相关的促炎分子,尤其是在高水平存在时。

在炎症应激下,这些分子在S-腺苷同型半胱氨酸水解酶(AHCY)酶的催化下发生意外的“化学联姻”,生成同型半胱氨酸乙酰乙酸酯,在炎症组织环境中可增加至152倍。

同型半胱氨酸乙酰乙酸酯如何控制炎症:解析分子时钟

同型半胱氨酸乙酰乙酸酯远非副产品,而是作为关键信号分子。其主要靶点是甲硫氨酰tRNA合成酶(MARS),这是一种原本负责蛋白质合成的酶。在炎症期间,MARS被征用来催化一种不寻常的蛋白质修饰,称为N-同型半胱氨酰化。

这种修饰激活NLRP3炎性体,这是放大免疫反应的炎症信号级联的关键驱动因素。NLRP3的过度激活会导致组织损伤和炎症相关疾病。

同型半胱氨酸乙酰乙酸酯巧妙地结合到MARS上的一个关键位点(D312),抑制其活性,从而阻断有害的NLRP3炎性体过度激活。此外,同型半胱氨酸乙酰乙酸酯促进泛素化——标记NLRP3蛋白以通过细胞废物处理系统降解的过程——从而在源头上停止持续的炎症信号。
研究人员称这种精心计时的调控机制为“MARS-同型半胱氨酸乙酰乙酸酯时钟”。它允许免疫系统首先启动保护性反应,然后精确地将其调回稳态,保持微妙的平衡。

在动物模型中确认治疗潜力

各种动物模型中的广泛研究表明利用同型半胱氨酸乙酰乙酸酯的临床相关性:

  • 败血症:补充同型半胱氨酸乙酰乙酸酯显著减少了有害的细胞因子风暴,提高了败血症模型的生存率。
  • 高脂饮食引起的慢性炎症:该分子减轻了脂肪组织炎症,这是代谢综合征的一个贡献因素。
  • 炎症性肠病:同型半胱氨酸乙酰乙酸酯在患有结肠炎的小鼠中表现出强烈的抗炎和组织保护作用。

这些发现表明,同型半胱氨酸乙酰乙酸酯或其调节剂可能成为一系列炎症驱动疾病的创新治疗方法。

自然提升同型半胱氨酸乙酰乙酸酯:维生素B3补充的作用

这项研究的一个令人兴奋的方面是发现通过补充前体物质如烟酰胺核糖(NR,一种维生素B3的形式)和丙酮酸来增强AHCY酶的活性——从而增加内源性同型半胱氨酸乙酰乙酸酯的产生——是可行的。

这种机制联系表明,实际的营养干预可以增强体内的“炎症刹车”,为药物治疗提供补充方法。

重新定义同型半胱氨酸:从反派到保护者

传统上,同型半胱氨酸因其促进炎症和血管损伤而臭名昭著。这项研究挑战了这种简单的观点,展示了在特定条件下将同型半胱氨酸转化为保护剂的复杂代谢适应。

这种范式转变体现了免疫调节中代谢网络的细微复杂性——展示了看似有害的化合物如何转变为维护健康的盟友。

专家观点

同济医学院的主要作者林明博士强调:“我们的身体自然携带了一个内部的‘炎症灭火器’。我们的发现为更好地激活这一系统提供了治疗机会,有可能彻底改变慢性炎症性疾病的治疗。”

这一突破为针对AHCY-同型半胱氨酸乙酰乙酸酯-MARS-NLRP3轴的新抗炎药物和功能性食品的发展铺平了道路。

患者视角:艾米丽的慢性炎症之旅

艾米丽,一位45岁的女性,患有炎症性肠病,经常出现症状发作,影响了她的生活质量。在了解关于同型半胱氨酸乙酰乙酸酯和维生素B3重要性的新兴研究后,她咨询了医疗保健提供者关于支持免疫平衡的营养策略。

将富含维生素B3的食物和补充剂纳入标准治疗后,艾米丽注意到炎症逐渐减少,健康状况改善。尽管个体反应各异,但这些案例突显了基础研究向以患者为中心的护理转化的潜力。

结论:迈向新的抗炎疗法时代

同型半胱氨酸乙酰乙酸酯作为一种天然抗炎分子“刹车”的发现,为我们理解代谢与免疫调节之间的相互作用提供了深刻的见解。结合维生素B3补充剂提高其内源性形成的能力,这些发现为针对致命性和慢性炎症条件的新干预措施指明了有希望的方向。

未来的研究将集中在验证人类的安全性和有效性以及设计针对这一内在防御机制的靶向药物和功能性食品。最终,学会有效地‘启动灭火器’,可能会改变对炎症相关疾病的治疗方式。

参考文献

林明, 王静, 柴玉, 陈曦, 赵东, 谢志, 江杰, 李华, 黄亮, 邢帅, 齐丹, 梅雪. 同型半胱氨酸乙酰乙酸酯通过重塑甲硫氨酸代谢和N-同型半胱氨酰化控制炎症. Cell Metab. 2025年8月22日:S1550-4131(25)00357-2. doi: 10.1016/j.cmet.2025.08.001. Epub提前出版. PMID: 40876449.

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