近年来,花生四烯酸代谢(Arachidonic acid metabolism)代谢因其广泛参与生理病理过程、与多领域研究热点的深度交叉,成为生命科学与医学研究的前沿焦点。AA代谢不仅通过三条经典途径调控炎症、免疫和血管功能,还在衰老、肿瘤及代谢性疾病中展现出全新角色,推动高分文章频现。今天就盘点最近一年来的高分文章研究思路,通过综述分享一下。
花生四烯酸(AA)代谢的三条主要途径。首先,AA在磷脂酶A₂(PLA₂)或磷脂酶C/D(PLC/D)催化下从细胞磷脂中释放。随后,AA通过以下三条途径代谢:
1)环氧化酶(COX)途径生成前列腺素(PGs)和血栓素(TXs),参与炎症和血小板聚集;
2)脂氧合酶(LOX)途径生成白三烯(LTs)和脂氧素(LXs),在过敏和炎症中起重要作用;
3)细胞色素P450(CYP)途径生成环氧二十碳三烯酸(EETs)和羟基二十碳四烯酸(HETEs),影响血管功能和炎症。
下面我们挑选一些文章看花生四烯酸(AA)代谢有关的研究思路:
1)标题:“Targeting Arachidonic Acid Metabolism Enhances Immunotherapy Efficacy in ARID1A-Deficient Colorectal Cancer.”DOI: 10.1158/0008-5472.CAN-24-1611
靶向花生四烯酸代谢增强ARID1A缺失型结直肠癌免疫治疗效果。研究发现花生四烯酸代谢抑制剂通过增强CD8+ T细胞活性和抑制血管生成拟态,与免疫检查点抑制剂协同作用,抑制ARID1A缺失型结直肠癌生长。具体机制为ARID1A缺失导致PTGS1和PTGS2表达降低,使肿瘤依赖花生四烯酸代谢通路,阿司匹林可靶向该通路抑制肿瘤生长并增强免疫治疗敏感性。
2)标题“Early-age efferocytosis directs macrophage arachidonic acid metabolism for tissue regeneration.”DOI: 10.1016/j.immuni.2024.11.018
幼年期胞葬作用通过调节巨噬细胞花生四烯酸代谢促进组织再生。研究发现新生小鼠巨噬细胞通过胞葬作用积累并极化,促进心肌细胞增殖和心脏再生。具体机制为胞葬作用诱导巨噬细胞合成血栓素A2,激活心肌细胞受体,促进代谢重编程和细胞增殖,而该过程在成年小鼠中缺失。
3)标题:Arachidonic acid released by PIK3CA mutant tumor cells triggers malignant transformation of colonic epithelium by inducing chromatin remodeling. DOI: 10.1016/j.xcrm.2024.101510
PIK3CA突变肿瘤细胞通过释放花生四烯酸诱导染色质重塑触发结肠上皮恶性转化。研究发现PIK3CA突变肿瘤细胞通过分泌花生四烯酸(AA)诱导IECs中H3K4三甲基化,促进其恶性转化。具体机制为PIK3CA突变通过SGK3-FBW7通路增强cPLA2蛋白稳定性,增加AA合成,AA经外泌体运输至IECs后结合Menin,增强其与MLL1/2甲基转移酶的结合。VTP50469与阿培利司联用可抑制PIK3CA突变PDX肿瘤生长。
4)标题“Neutrophil extracellular traps promote MASH fibrosis by metabolic reprogramming of HSC.” DOI: 10.1097/HEP.0000000000000762
中性粒细胞胞外陷阱通过代谢重编程促进肝星状细胞激活并加重代谢性脂肪性肝炎纤维化。研究发现NETs通过激活肝星状细胞(HSCs)的代谢重编程,促进其增殖和迁移,加重肝纤维化。具体机制为NETs通过激活Toll样受体3,诱导环氧合酶-2激活和前列腺素E2产生,从而激活HSCs并诱导肝纤维化。抑制环氧合酶-2可减轻MASH模型中的纤维化。
5)标题“The Lyn/RUVBL1 Complex Promotes Colorectal Cancer Liver Metastasis by Regulating Arachidonic Acid Metabolism Through Chromatin Remodeling.” DOI: 10.1002/advs.202406562
Lyn/RUVBL1复合体通过染色质重塑调节花生四烯酸代谢促进结直肠癌肝转移。研究发现Lyn/RUVBL1复合体通过调节染色质构象和代谢重编程促进结直肠癌的增殖和转移。具体机制为:一方面,通过POL II介导的染色质构象调控TRIB3和β-catenin的表达,进而上调MMP9和VEGF;另一方面,通过调控FOXA1的染色质可及性,激活COX2,促进花生四烯酸代谢,影响β-catenin核转位,最终促进肝转移。
6)标题:"Mitochondrial GPX4 acetylation is involved in cadmium-induced renal cell ferroptosis. ",DOI: 10.1016/j.redox.2024.103179
线粒体GPX4乙酰化参与镉诱导的肾细胞铁死亡。研究发现镉暴露通过增加线粒体氧化脂质和GPX4乙酰化水平,诱导肾细胞铁死亡。具体机制为镉暴露导致线粒体SIRT3表达降低,进而引发GPX4乙酰化增加和蛋白水平下降,最终促进肾细胞铁死亡。补充NMN可减轻镉诱导的肾细胞铁死亡。
7)标题:“Macrophage metabolic reprogramming ameliorates diabetes-induced microvascular dysfunction. ”DOI: 10.1016/j.redox.2024.103449
巨噬细胞代谢重编程改善糖尿病诱导的微血管功能障碍。研究发现环状RNA cSPECC1在糖尿病视网膜和巨噬细胞中显著上调,其敲低可减轻糖尿病诱导的视网膜炎症和微血管功能障碍。具体机制为cSPECC1通过招募eIF4A3,增强GPX2 mRNA稳定性,调节花生四烯酸代谢,其代谢产物12-HETE是关键介质,调节巨噬细胞稳态和巨噬细胞与内皮细胞的相互作用。
8)标题:Arachidonic acid synergizes with aspirin preventing myocardial ischemia-reperfusion injury and mitigates bleeding risk. DOI: 10.1093/cvr/cvae254
花生四烯酸与阿司匹林协同预防心肌缺血再灌注损伤并降低出血风险。研究发现AA与阿司匹林联合使用可显著减轻心肌缺血再灌注损伤,并减少阿司匹林引起的胃出血。具体机制为AA通过增加PGI2和PGE2的代谢产物,改善冠状动脉舒张和微循环,同时阿司匹林抑制TXA2,减轻炎症反应,二者协同作用提供更强的心肌保护。
近年高分研究的热点方向
癌症免疫治疗:靶向AA代谢(如抑制COX通路)可增强ARID1A缺失型结直肠癌的免疫治疗效果,通过调控CD8+ T细胞活性与肿瘤血管生成实现协同增效134。
衰老与神经退行性疾病:AA代谢产物通过调节神经炎症与突触可塑性,影响阿尔茨海默病和帕金森病的进程,并为骨质疏松的骨吸收机制提供新解释145。
代谢性疾病:巨噬细胞的AA代谢重编程可改善糖尿病视网膜病变的微血管功能障碍,而PIK3CA突变通过AA诱导染色质重塑驱动结肠癌转化34。
组织再生与修复:新生小鼠的巨噬细胞通过AA代谢促进心肌细胞增殖与心脏再生,为心脏疾病治疗提供新思路