同型半胱氨酸-衣康酸加合物调节炎症

分享一篇发表在Cell Metabolism上的文章：Homocysitaconate controls inflammation through reshaping methionine metabolism and N-homocysteinylation，通讯作者是来自同济大学的梅馨予和Dashi Qi，梅馨予课题组的研究方向主要是高同型半胱氨酸血症的致病机制和干预方法，以及同型半胱氨酸修饰的鉴定方法、生物机制等。

免疫代谢物是炎症调节的关键因子，例如衣康酸及其衍生物具有抗炎活性和治疗潜力。另外这些活性代谢物也可能会产生新的次级代谢物，衣康酸可以代谢成柠康酸和中康酸，也可以和硫醇反应（半胱氨酸残基和谷胱甘肽等）。在细胞硫醇代谢物中，同型半胱氨酸具有促炎特性。在炎症应激条件下，巨噬细胞中同型半胱氨酸的生理浓度范围为1-10 μM。本文作者发现同型半胱氨酸和衣康酸可以形成加合物，并且具有抗炎活性。

作者首先对LPS刺激的巨噬细胞进行了代谢组分析，发现有一个未知的化合物（m/z=264.0550）显著上调，并且在其它炎症模型中也有同样的发现，说明它是一个炎症反应性代谢物。作者注意到这个化合物的二级谱图的离子m/z=129.0195和m/z=134.0284分别对应衣康酸和同型半胱氨酸，随后通过标准品对照等实验，证明了m/z=264.0550就是衣康酸和同型半胱氨酸通过迈克尔加成的产物，并将其命名为homocysitaconate, 简称Hci。

作者随后对Hci的抗炎活性进行了研究，发现接近生理浓度的Hci在野生型巨噬细胞中，以剂量依赖性抑制IL-1β，IL-6和TNF-α的产生，需要的浓度是≥2 μM。作者表示与衣康酸不同，Hci在更短的时间内以更低的浓度表现出抗炎作用。

为了阐明Hci的抗炎机制，作者采用限制性酶切化学蛋白质组学（LiP-SMap）来鉴定其蛋白质靶标，对TOP16的靶点进行验证，并有两个主要的发现。

第一个靶标是促炎蛋白甲硫酰-tRNA合成酶（MARS），它是同型半胱氨酸代谢通路的下游，负责催化同型半胱氨酸硫内酯（HTL）的产生，而HTL可以修饰蛋白质赖氨酸残基，形成N-同型半胱氨酸酰化。随后作者对N-同型半胱氨酸酰化修饰蛋白进行鉴定，发现NLRP3的K194，K338 和 K339位点被修饰，并发现这种修饰促进了NLRP3去泛素化，使NLRP3炎性小体激活。作者为了研究Hci对MARS的影响，根据LiP-SMap的结果和理论预测，作者发现Hci主要结合在MARS的CAT催化结构域，关键残基是D312。进一步的实验表明，Hci能抑制MARS的活性，最终抑制了NLRP3的N-同型半胱氨酸酰化修饰和炎性小体激活。

此外，作者关注的第二个Hci靶蛋白是S-腺苷-L-同型半胱氨酸水解酶（AHCY），并发现AHCY能催化Hci的产生。