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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

序文

哀老也是个复杂的且多层级的微生态学制品学的时候,它不单logo着日期的飞逝,更伴发生变化时间推移微生态学制品体许多种生理方面特点功能表键的渐渐下降包括各样病症投资风险的相关系数回落。从肿瘤细胞核这方面的细胞核代谢转化抑制、DNA挤压伤加权平均值,到器脏设备的功能表键减退,哀老的引响包括生态学的不同的的阶段。近些年里,发生变化时间推移大分子微生态学制品学和淀粉酶质组学的飞跃成长 ,半胱氨酸淡化淀粉酶组学渐渐靠近了的科学家的视线中。硫基化淡化为在这当中的的一种根本的淀粉酶质后淡化,渐渐备受的科学家的青睐。它在肿瘤细胞核信息牵张反射、细胞核代谢转化宏观调控包括抗防氧化攻击等重点生理方面特点的时候中出演着不要或缺的身份。

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期刊(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突显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 格局图

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

经历ET对苍老各种动物营养健康期限的的影响

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淡化蛋清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可不断增加俊秀隐杆线虫的时间和营养境况

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

阐释ET效应的分子结构系统

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。进一步的热蛋白酶质组学分析(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制造H2S的底物

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

得知ET影响的信任性

理论研究人员管理顺利通过一全系列实验性确认了ET的的功效。先,在CSE敲除的线虫中,实用Kaplan-Meier存在定性解析和Mantel-Cox长秩考验解析评估ET对线虫生存期的后果,感觉ET整理不会加长生存期或解决绿色身心健康生存期,这确认了ET的的功效取决于于CSE。类试地,MPST(3-巯基甲苯酸硫更换酶)敲除的线虫也不能从ET中有绿色身心健康生存期的益处,这得出结论MPST传达固然不是ET的功效所一定。最后,在CSE敲除的MEF人体血体生殖癌癌组织神经细胞中,实用MTT法和线粒体口享受功能模块定性解析判断ET整理不会解决防老化的的活性酶类或人体血体生殖癌癌组织神经细胞萌发,这进那步确认了ET的的功效取决于于CSE。人体血体生殖癌癌组织神经细胞行动力和新陈分解定性解析显视,ET整理引起MEF人体血体生殖癌癌组织神经细胞和HUVEC(人脐动脉内皮)人体血体生殖癌癌组织神经细胞的线粒体口享受增进、ATP产生提高和人体血体生殖癌癌组织神经细胞萌发快速。当然,等等现象在CSE敲除人体血体生殖癌癌组织神经细胞中没有了,这确认了ET的的功效取决于于H2S无线信号减弱和人体血体生殖癌癌组织神经细胞新陈分解。等等感觉不单具体分析了ET的功效的原子措施,所以注重了CSE在ET介导的生物制品现象中的关键所在的功效。

图4 ET制疗对使用时间和身心健康的益处在于于CSE

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

洞察分析一下ET对NAD+标准的会影响

科研工人在探究式ET对NAD+能力的角色各方面找到,ET治疗取得提供了线虫、MEF血内部核和背部肩部肌肉安排中的NAD+能力。这找到信息提示ET有机会在转换血内部核消耗的能量基础基础代谢和老化阶段中切实发挥主要角色。经由硫巯基化介绍,科研工人进一歩找到ET治疗引发cGPDH的硫巯基化能力取得增大。cGPDH是NAD+转换路径中的要素酶,它在将匍萄糖-6-磷酸提取为6-磷酸匍萄糖酸的阶段中行成NADPH,接着角色NAD+/NADH的动平衡。cGPDH敲除的线虫没有从ET中提升NAD+能力的益处,这反映cGPDH是ET角色的要素酶。因此,科研工人还找到ET治疗引发背部肩部肌肉安排中cGPDH催化生物取得增大,并声明了cGPDH硫巯基化是引发催化生物增大的原因。这找到阐释了ET经由转换cGPDH的硫巯基化的状态来角色其催化生物的逻辑,因而有机会角色NAD+的转换和血内部核基础基础代谢。

图5 ET实现导致3-磷酸甘油脱氢酶的硫巯基化来扩大NAD横向并可以改善身体肌肉稳定

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

总结

总而言之阐明,本实验遇到了ET利用CSE-H2S-cGPDH-SSH-NAD+网络信号环路解决NAD+的水平,才能解决肌群群的品质、静脉化、肌群群細胞干細胞个数和耐力,提高稳定生命周期。这一个遇到了为看待ET在肌肤哀老流程中的功能作为了新的角度 ,并给开发技术造成肌肤哀老相关的的疾病的新中药治疗方式作为了潜在的性的性的的风险。ET的功能工作机制和潜在的性的性的的中药治疗利用为未来发展的实验作为了非常丰富的探秘三维空间。利用进一次的实验,当我们将会遇到了ET在解决人类文明稳定和提高稳定生命周期方位的更加多潜在的性的性的益处。

拜谱个人总结

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,暨首例上线、国內真正心智成熟商务化的棕榈酰化装饰蛋白质组学后,成功推出了亚硝基化、谷胱甘肽化、硫巯基化、次磺过酸、total硫化修复、自由巯基等掩盖产品设备,构建了厂品最好的网站面、技术工艺标准最成熟完善的半胱氨酸氧化反应还原故宫场景品类遮盖组学厂品,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!

决定性资料:

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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