S-腺苷甲硫氨酸

S-腺苷甲硫氨酸

S-腺苷甲硫氨酸 篇1

中国市场进口的SAMe主要应用在肝病的治疗, 而在神经系统方面的研究刚刚起步。由于脑内依赖SAMe的甲基化决定了控制情绪反应的单胺类神经递质 (如肾上腺素、去甲肾上腺素、多巴胺、血清素和组胺等) 的合成及活化, 而起关键作用的甲基转移酶在脑内如黑质和室旁核团等浓度最高, 集中分布在轴突, 因此SAMe在神经系统内的作用和相关的研究十分重要。

1 S AMe与Alzhe ime r's病 (AD)

AD病人中有叶酸、VB12和SAMe缺乏、血液中高半胱氨酸浓度升高和细胞膜的流动性降低的问题。AD脑SAMe的降低是由于SAMe的合成降低或是利用增加, 例如由于过度的甲基化和多胺的合成, 或是由于食物中蛋胺酸缺乏造成。比较人体死亡15小时内后不同个体脑内SAMe、S-腺氨半胱氨酸 (SAH) 浓度和甲基化指标 (SAMe与SAH的比值) 的异同发现[3], AD患者脑组织中SAMe和SAH的浓度平均分别低于对照的56%和85%, 单位体重内下降43%和79%, 因此这种降低和AD患者脑内总蛋白的降低无关, 与死亡时间、性别及痴呆的程度也无关。口服SAMe可以通过血脑屏障, 两个星期内可以增加脑脊液和血液中SAMe的浓度并可提高部分AD患者情绪和认知情况[4], 究其原因可能和降低淀粉样蛋白 (A) 浓度有关。AD患者脑中有大量老年斑, 由A组成, 来源于A前体蛋白APP的和水解过程, 这本是老化过程中一个正常的生理过程, 而AD病人中却过量沉积, 促使人们意识到痴呆与A浓度有关, 下调淀粉样蛋白有可能预防AD。水解酶和老年素presenilin1 (PS1) 关系密切[5]。PS1缺陷的小鼠不能存活, 而PS1基因过度表达时A蛋白过多异常沉积, 数年后就会导致脑细胞变性。人们正在尝试下调 (而不是完全阻断) PS1基因的表达来下调A蛋白的产生。其理论根据有二, 一是老年人中DNA甲基化逐渐降低, 二是AD病人中HCY生高。二者是相互关联的因为如果HCY不能有效地转化为蛋氨酸将导致SAH的增高, SAH是很强的DNA甲基转移酶抑制剂。用100μM的SAMe处理人神经瘤细胞SK-N-SH不影响APP和PS2的表达却显著降低PS1的表达水平[6]。PS1启动子中三个Cp G岛在生长培养基中总是被甲基化, PS1基因因此被抑制;而在分化培养基中启动子去甲基化, PS1基因因此被表达。如果分化培养基加入SAMe后去甲基化过程被显著抑制, 至少有一个Cp G岛的甲基化发生, PS1基因表达因而被下调, 只保持一个基本水平。在这种情况下A的产生下降6倍。结论是SAMe作为天然的和基本的机体代谢产物可以使PS1基因部分沉默从而降低A的产生。最近又有证据表明不仅是PS1调节的水解酶受甲基化调空, 而且水解酶也是如此[7]。当培养基中缺少叶酸和VB12时导致SAMe降低的同时PS1和水解酶表达增高, A产生增多。基质中加入SAMe可以使PS1和水解酶表达恢复到原来的水平同时降低A产生。因此用SAMe治疗AD可能很有前景。

2 S AMe与帕金森氏症 (P D)

PD是一种进行性神经变性疾病, 其基本特征是黑质纹壮体多巴胺能神经元丢失, 丢失的机理可能是自由基损伤或是与谷氨酸通过NMDA受体造成的兴奋性神经毒性有关。研究证明改善一碳循环可以调节神经变性的进程, 如SAMe可以保护原代培养的神经细胞免受谷氨酸的细胞毒作用, 多胺中的精胺和亚精胺可以清除自由基, 保护细胞膜的脂类不受过氧化作用。临床显示用SAMe前体蛋氨酸治疗PD病人可以部分改善震颤和僵硬的症状, 而SAMe本身可以改善PD病人抑郁症状。

由于SAMe处理PD病人的安全性上仍然有很多争议, 如今左旋多巴辅以脱羧酶抑制剂仍然是治疗PD的首选方案。病人常需服用大量的左旋多巴, 这些左旋多巴经过两种代谢过程, 一是被氧化, 其中间产物quinone和semi-quinone具有很强的神经毒性, 因此长期服用左旋多巴确实可能加重PD症状;二是在儿茶酚-O-甲基转移酶 (COMT) 催化下迅速被SAMe甲基化, 接受左旋多巴的PD病人脑中SAMe浓度明显降低[8] (Wurtman RJ, 1970) , 而外周血中SAMe的浓度降低了50%, SAMe合成酶的活性反馈性地升高了30%[9]。有人还将SAMe处理大鼠作为PD模型, 发现大鼠脑室内注射的SAMe (1-2.5μmol) 多汇聚在纹状体区域, 黑质内多巴胺能神经元发生凋亡, 同时动物出现PD样症状。体外实验发现SAMe和SAH均可以导致未分化及分化PC12的细胞凋亡, 培养基中去除蛋氨酸或加入VB12抗体后胞内的SAMe和SAH浓度下降, PC12的细胞凋亡减少[10]。SAMe体外处理多巴胺能受体D1, D2可以显著降低它们的结合活性[11], 这可能是SAMe使多巴胺能受体甲基化形成甲酯, 继而水解形成了甲醇, 后者的毒性是显而易见的。有人还认为[12]PD病人因为服用了大量的左旋多巴而会增加患冠状动脉病的危险, 因为大量左旋多巴被SAMe甲基化而形成了大量的SAH, SAH不稳定会迅速降解, 使病人血液中同型半胱氨酸显著升高而叶酸浓度不变, 一般认为同型半胱氨酸可以导致多种血管疾病, 这也体现了大量左旋多巴的副作用。可是在最近的研究表明[13]正常人在一个月内每天服用1600 mg SAMe后血液中SAMe显著升高而有害甲基代谢产物 (如甲醛) 和同型半胱氨酸并不升高, 除一人出现躁狂外, 其余人无显著症状;说明口服SAMe很安全, 不会出现血管疾病。

在我国, SAMe用于各种肝病的治疗已经广为人知, 但是用于精神神经系统的治疗还没有开始研究和应用。我国已于1999年进入老年型人口人家。随着人口老龄化的日益加速, 各种神经精神系统的疾病如老年痴呆症, 帕金森症, 抑郁症等的防治也成为日益突出的问题, 可以预见, SAMe未来将在治疗神经系统的多种疾病中起到非常重要的作用, 开展相关的研究势在必行。

摘要：S-腺苷甲硫氨酸 (SAMe, SAM, 或AdoMet) 是参与体内多种细胞代谢活动的一种重要的化合物, 参与转甲基、转硫基和转氨基等人体中超过100种生物代谢反应。人体缺乏SAMe后会出现消化和神经系统疾病如肝病、抑郁症和老年痴呆等。SAMe用于各种肝病的治疗已经广为人知, 但是用于精神神经系统的治疗在我国还没有开始。就SAMe用于精神和神经系统的研究结果作了综述。及时补充SAMe对于改善Alzheimer's病 (AD) 、帕金森氏症 (PD) 的症状具有重要的意义。随着我国和世界人口老龄化的日益加速, SAMe未来将在治疗各种常见的老年神经系统的多种疾病中起到重要的作用。

S-腺苷甲硫氨酸 篇2

甲硫氨酸(methionine,Met)是维持机体生长发育的必需氨基酸,研究认为,甲硫氨酸对肝脏损伤具有重要的保护作用[1]。同型半胱氨酸(Homocysteine,Hcy)是甲硫氨酸代谢的重要中间产物,大量研究认为,血浆Hcy水平升高与心血管疾病关系密切,其中重要机制之一是与Hcy对血管的氧化损伤有关[2],课题组前期也对甲硫氨酸诱导高Hcy血症模型进行了探讨[3],甲硫氨酸作为重要抗氧化物质谷胱甘肽 (glutathione,GSH)和牛磺酸 (Taurine,Tau)的前提物,是否具有抗氧化作用,目前尚有争议[4]。因此,本研究在前期研究的基础上探讨甲硫氨酸的抗氧化作用。

1材料与方法

1.1主要试剂和仪器

甲硫氨酸购自天津天安药业股份有限公司;三吡啶三吖嗪(tripyridyltriazine,TPTZ)、硫代巴比 妥酸(thiobarbituricacid,TBA)、Hcy标准、SBD-F (4Chloro-7-sulfobenzofurazanammoniumsalt)、还原型谷胱甘肽购自Sigma公司;天冬氨酸转氨酶(aspartatetransaminase,AST)、丙氨酸转氨酶(alaninetransaminase,ALT)试剂盒购自中生北控生物科技。

高效液相 色谱 (HighPerformanceLiquidChromatography,HPLC)仪 (600E泵,474扫描荧光检测器,Empower数据采集、处理和报告系统);SymmetryC18色谱柱(3.9mm×150mm,5μm)购自美国Waters公司;L-8800型氨基酸分析仪购自日本HITACHI公司。

1.2动物饲养与分组

Wistar雄性大鼠16只,体重为(177~198)g,购自军事医学科学院实验动物中心。大鼠用AIN93饲料[5]适应性喂养2d后,随机分为正常组、1%Met组,每组8只,各组均自 由进食、饮水,喂养6周。1%Met组在AIN-93标准饲料配方的基础上添加1%甲硫氨酸。

1.3指标测定及方法

1.3.1体重、摄食量、肝脏和肾脏指数

实验期间称取并计算大鼠摄食量和体重,实验结束后称量大鼠肝脏和肾脏重量,并计算肝脏和肾脏指数。肝/肾脏指数=[脏器重量(g)/体重(g)]×100%。

1.3.2ALT、AST的测定

采用中生北控生物科技股份公司提供的试剂盒测定。

1.3.3血清Hcy和GSH的测定

大鼠眼眶采血,离心取血清。参照任大林等[6]的方法,测定血清中Hcy和GSH的含量。检测条件:荧光激发波长390nm,发射波长470nm;流动相为0.08mol·L-1乙酸-乙酸钠缓冲液(pH4.0,含2%甲醇),流速0.8mL·min-1,洗脱时间12min。最后用样品峰与标准峰的相对比值来定量。

1.3.4血清甲硫氨酸和Tau的测定

取上述血清0.75mL加入0.75mL20%磺基水杨酸,涡旋混匀,室温下放置10~15min,14000r·min-1离心30min,0.22μm孔径滤膜过滤,取上清液,用HITACHIL-8800型氨基酸分析仪检测,结果根据标准品峰高计算血清样品中各氨基酸含量。

1.3.5肝组织MDA测定

采用硫代巴比妥酸(TBA,Thiobarbituricacid)法[7]。0.3g肝组织加 入生理盐 水2.7mL,匀浆,14000r·min-1离心10 min,取上清0.15mL,加入20%的三氯乙酸(TCA)1.5mL,边加边摇匀沉淀蛋白,再加入0.5mL0.67%的TBA,混匀,加盖,沸水浴30min后,流水冷却至室温,加入正丁醇2.0mL,振荡数次,10000r·min-1离心10 min,取上清液以10nmol·L-11,1,3,3-四乙氧基丙烷为标准在535nm处比色。

1.3.6肝组织FRAP测定

根据文献[8],取0.3g肝组织加 入生理盐 水2.7mL(V:V=1∶10),匀浆,14000r·min-1离心10min后,取上清10μL,加入新鲜配制的FRAP工作液(由0.3 mol·L-1醋酸盐缓冲液、10 mmol·L-1TPTZ溶液、20mmol·L-1FeCl3溶液按照10∶1∶1体积比配制。)300μL预热15 min,加入待测血清双蒸水30μL混匀,37℃水浴30 min,593nm处以1mmol·L-1FeSO4为标准测定吸光度值。

1.3.7肝组织SOD和GSH的测定

分别采用黄 嘌呤氧化 酶 (XO,xanthineoxidase)法[9]和比色法[10]测定SOD和GSH的含量,均使用南京建成公司提供的试剂盒测定。

1.4数据处理

数据均以均数±标准差(x珔±s)表示,应用SPSS13.0统计软件进行方差分析。

2结果与分析

2.1摄食量、体重变化和肝、肾脏指数

由表1和图1可见,1%Met干预后,大鼠摄食量和体重增长量没有显著变化(p>0.05),大鼠肝脏和肾脏指数亦无显著变化,表明1%Met对实验大鼠的正常发育没有影响。

2.2ALT和AST活性

测定大鼠血清中转氨酶ALT和AST活性,结果表明,1.0%Met组ALT和AST活性与正常组没有统计学差异(p>0.05),结果进一步表明1.0%Met对大鼠没有产生毒负作用。

2.3血清中Met、Hcy、Tau和GSH含量

甲硫氨酸干预后,血清Met没有显著变化(p>0.05),而Hcy水平较正常组显著升高(p<0.05),血清Tau水平也显著升高(p<0.05);血清GSH含量虽然较正常组升高,但无显著差异(p>0.05),结果表明,1%Met干预后其相关代谢产物明显升高,见表2。

μmol·L-1

注:*与正常组比较,p<0.05Note:* Comparedwithnormalgroup,p<0.05

2.4肝脏中FRAP值、SOD活性、GSH和MDA含量

1.0% Met干预后大 鼠肝组织 总抗氧化 力FRAP较正常组增强,但无统计学差异(p>0.05)。肝组织SOD和GSH含量1.0%Met组较正常组显著升高(p<0.05),但MDA含量却低于对照组,但无统计学差异(p>0.05),见表3,结果表明1.0%Met干预后大鼠的抗氧化能力增强。

注:*与正常组比较,p<0.05Note:*Comparedwithnormalgroup,p<0.05

3讨论

甲硫氨酸是维持机体生长发育的必需氨基酸,但是高甲硫氨酸饮食会对机体产生一定的毒性。我们前期实验结果也表明给大鼠喂饲含2%和3%甲硫氨酸的饲料,大鼠除出现高Hcy血症外,同时出现摄食量减少、生长发育受到抑制等现象[3]。本次实验结果表明,1%甲硫氨酸对大鼠的摄食量、生长发育以及肝脏和肾脏指数和肝功能没有产生影响,虽然提高了大鼠血清中Hcy的水平,但远没有达到高Hcy血症浓度(12~15umol·L-1),这与我们前期的研究结果相一致。血清Hcy水平升高是心血管疾病的独立危险因素[11],Hcy导致心血管疾病的重要原因之一是氧化损伤,研究认为,Hcy干预大鼠抗氧化能力明显下降[12]。但研究结果也显示,并没有发现血浆Hcy与促氧化和抗氧化之间的直接关系[13]。本研究拟从甲硫氨酸诱导高Hcy角度探讨甲硫氨酸与氧化、抗氧化之间的关系。