Nature：发现一种大有希望的炎症抑制开关

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在一项新的研究中，来自爱尔兰都柏林圣三一学院和英国剑桥大学的研究人员发现一种能够关闭炎症的新型代谢过程。他们发现作为一种源自葡萄糖的分子，衣康酸（itaconate）能够强有力地抑制巨噬细胞的功能，其中巨噬细胞是免疫系统中的细胞，可导致许多炎症性疾病，包括关节炎、炎症性肠病和心脏病。这些发现是利用人细胞和小鼠模型作为实验对象取得的。他们希望他们的发现将对炎症和传染病产生重要的影响，并且这些发现可能也有助人们开发出急需的新要来治疗患有这些疾病的患者。相关研究结果于2018年3月28日在线发表在Nature期刊上，论文标题为“Itaconate is an anti-inflammatory metabolite that activates Nrf2 via alkylation of KEAP1”。论文论文通信作者为都柏林圣三一学院生物化学教授Luke O'Neill。论文第一作者为都柏林圣三一学院的Evanna Mills和Dylan Ryan。

图片来自Nature, doi:10.1038/nature25986。

O'Neill说，“过去六年来，我的实验室一直在探究巨噬细胞的代谢变化。如今我们取得了我们迄今为止认为最为重要的发现。”

“众所周知，巨噬细胞会引起炎症，但是我们刚发现能够诱导它们制造一种被称作衣康酸的生物化学物质。衣康酸作为巨噬细胞的一种重要的制动器或关闭开关发挥作用，在一种之前从未描述过的过程中阻止炎症恶化。”

Mills说，“巨噬细胞摄取营养物葡萄糖---葡萄糖的日常作用是提供能量---并令人吃惊地将它转化为衣康酸。这随后阻止炎症因子产生，并且还能保护小鼠免受在感染期间可能发生的致命炎症。”

Ryan补充道，“我们发现衣康酸酯能够在一种之前从未描述过的化学反应中直接修饰一系列在炎症中起着重要作用的蛋白，而且这种反应对衣康酸的抗炎作用是比较重要的。”

这项发现处于炎症研究的前沿。O'Neill教授和他的合作者们如今正在探究它在炎症和传染病的发生和进展中的重要性。他们也热衷于探究这些研究结果是否能够被用来开发新的抗炎药物。

O'Neil说，“这些发现和它们开辟的新研究途径将让我们忙碌一段时间，但我们希望它们有一天能够对患上仍然难以治疗的疾病的患者产生重要的影响。”

（生物谷 Bioon.com）

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Itaconate is an anti-inflammatory metabolite that activates Nrf2 via alkylation of KEAP1

Evanna L. Mills, Dylan G. Ryan, Hiran A. Prag, Dina Dikovskaya, Deepthi Menon, Zbigniew Zaslona, Mark P. Jedrychowski, Ana S. H. Costa, Maureen Higgins, Emily Hams, John Szpyt, Marah C. Runtsch, Martin S. King, Joanna F. McGouran, Roman Fischer, Benedikt M. Kessler, Anne F. McGettrick, Mark M. Hughes, Richard G. Carroll, Lee M. Booty, Elena V. Knatko, Paul J. Meakin, Michael L. J. Ashford, Louise K. Modis, Gino Brunori, Daniel C. Sévin, Padraic G. Fallon, Stuart T. Caldwell, Edmund R. S. Kunji, Edward T. Chouchani, Christian Frezza, Albena T. Dinkova-Kostova, Richard C. Hartley, Michael P. Murphy & Luke A. O’Neill

The endogenous metabolite itaconate has recently emerged as a regulator of macrophage function, but its precise mechanism of action remains poorly understood1,2,3. Here we show that itaconate is required for the activation of the anti-inflammatory transcription factor Nrf2 (also known as NFE2L2) by lipopolysaccharide in mouse and human macrophages. We find that itaconate directly modifies proteins via alkylation of cysteine residues. Itaconate alkylates cysteine residues 151, 257, 288, 273 and 297 on the protein KEAP1, enabling Nrf2 to increase the expression of downstream genes with anti-oxidant and anti-inflammatory capacities. The activation of Nrf2 is required for the anti-inflammatory action of itaconate. We describe the use of a new cell-permeable itaconate derivative, 4-octyl itaconate, which is protective against lipopolysaccharide-induced lethality in vivo and decreases cytokine production. We show that type I interferons boost the expression of Irg1 (also known as Acod1) and itaconate production. Furthermore, we find that itaconate production limits the type I interferon response, indicating a negative feedback loop that involves interferons and itaconate. Our findings demonstrate that itaconate is a crucial anti-inflammatory metabolite that acts via Nrf2 to limit inflammation and modulate type I interferons.

https://www.nature.com/articles/nature25986