【亚精胺的生物活性综述2000字】

亚精胺的生物活性综述1.亚精胺性质及生物合成途径：多胺几乎存在于所有动植物体内，在生物体生长发育的过程中起着不可或缺的作用。亚精胺（Spermidine），又被称为精脒，化学式为C7H19N3，分子量为145.25，一个具有代表性的多胺分子，易溶于水、醇和醚类。它的结晶初次于1674年被荷兰科学家列文虎克在精液中发现，而其全合成在1924年由Rosenheim等人完ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>Dudley</Author><Year>1924</Year><RecNum>1</RecNum><DisplayText><styleface="superscript">[1]</style></DisplayText><record><rec-number>1</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="2far2fa0przpd8er5v8xzxp3vx9tds299s92"timestamp="1618820084">1</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author>Dudley,H.W.</author><author>Rosenheim,M.C.</author><author>Rosenheim,Otto</author></authors></contributors><titles><title>Chemicalconstitutionofspermine.I.Isolationofsperminefromanimaltissues,andthepreparationofitssalts</title><secondary-title>Biochem.J.</secondary-title><alt-title>BiochemicalJournal</alt-title></titles><periodical><full-title>Biochem.J.</full-title><abbr-1>BiochemicalJournal</abbr-1></periodical><alt-periodical><full-title>Biochem.J.</full-title><abbr-1>BiochemicalJournal</abbr-1></alt-periodical><pages>1263-72</pages><volume>18</volume><keywords><keyword>Tissue(animal,sperminefrom)</keyword></keywords><dates><year>1924</year></dates><isbn>0264-6021</isbn><accession-num>1925:8415</accession-num><urls></urls><electronic-resource-num>10.1042/bj0181263</electronic-resource-num><remote-database-name>CAPLUS</remote-database-name><remote-database-provider>AmericanChemicalSociety.AllRightsReserved.</remote-database-provider><language>languageunavailable</language></record></Cite></EndNote>[\o"Dudley,1924#1"1]。亚精胺在生物体内各个细胞和组织中均可检测到，说明其分布广泛，作用多样。图1亚精胺（C7H19N3）结构式机体主要经由三种途径获取亚精胺：内源性合成、肠道微生物代谢以及从食物中摄取ADDINEN.CITEADDINEN.CITE.DATA[\o"Bardocz,1995#27"2]，精氨酸和S-腺苷甲硫氨酸（SAM）能在精氨酸脱羧酶（ADC）鸟氨酸脱氢酶（OCD），S-腺苷甲硫氨酸脱羧酶（S-AdoMetDC），亚精胺合酶、精胺合酶等催化下先反应产生腐胺再生成亚精胺，其分解则是乙酰化后氧化。亚精胺的合成过程能够对SAM（参与生物体内众多甲基化反应和表观遗传学调控）和NO（一种重要的信号分子，其能扩张血管，保护心脏不适应重构，影响线粒体的生物发生和功能，并具有巨大的免疫调节作用）两个维持正常生理状态的化合物产生一定的影响ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>Lee</Author><Year>2011</Year><RecNum>28</RecNum><DisplayText><styleface="superscript">[3]</style></DisplayText><record><rec-number>28</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="2far2fa0przpd8er5v8xzxp3vx9tds299s92"timestamp="1618825536">28</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author>Lee,NicoleK.L.</author><author>MacLean,HelenE.</author></authors></contributors><auth-address>DepartmentofMedicine,AustinHealth,UniversityofMelbourne,Heidelberg,Australia.</auth-address><titles><title>Polyamines,androgens,andskeletalmusclehypertrophy</title><secondary-title>J.Cell.Physiol.</secondary-title><alt-title>JournalofCellularPhysiology</alt-title></titles><periodical><full-title>J.Cell.Physiol.</full-title><abbr-1>JournalofCellularPhysiology</abbr-1></periodical><alt-periodical><full-title>J.Cell.Physiol.</full-title><abbr-1>JournalofCellularPhysiology</abbr-1></alt-periodical><pages>1453-1460</pages><volume>226</volume><number>6</number><keywords><keyword>Cellproliferation</keyword><keyword>Musclehypertrophy(polyamines,androgens,andskeletalmusclehypertrophy)</keyword><keyword>Androgenreceptors</keyword><keyword>Androgens</keyword><keyword>PolyaminesRole:BSU(Biologicalstudy,unclassified),BIOL(Biologicalstudy)(polyamines,androgens,andskeletalmusclehypertrophy)</keyword><keyword>reviewpolyamineandrogenmusclehypertrophy</keyword></keywords><dates><year>2011</year></dates><isbn>0021-9541</isbn><accession-num>2011:325125</accession-num><urls></urls><electronic-resource-num>10.1002/jcp.22569</electronic-resource-num><remote-database-name>CAPLUS</remote-database-name><remote-database-provider>AmericanChemicalSociety.AllRightsReserved.</remote-database-provider><language>English</language></record></Cite></EndNote>[\o"Lee,2011#28"3]。由于亚精胺具有裸露的氨基，其易被质子化而带上正电荷，带负电荷的生物大分子如核酸等容易与其形成复合物而使亚精胺处于非游离状态：与DNA结合可在一定程度上影响基因的表达和稳定性，用亚精胺合成抑制剂DFMO处理肿瘤细胞，会破坏其染色质的正常结构。与RNA结合则可维持核酸分子的稳定构象，调节翻译过程ADDINEN.CITEADDINEN.CITE.DATA[\o"Bardocz,1995#27"2,\o"Igarashi,2010#31"4]。图2亚精胺的体内合成和代谢2.亚精胺的生物活性亚精胺在植物和动物的生长发育和生理过程中都扮演着重要的角色。大量研究表明，外源性的亚精胺通过稳定膜结构ADDINEN.CITEADDINEN.CITE.DATA[\o"Walker,1985#29"5]，清除ROSADDINEN.CITEADDINEN.CITE.DATA[\o"Duan,2008#30"6]等机制提高某些植物的抗逆性；在动物体内，亚精胺还有更加广泛的作用。自噬作用确保细胞的内环境稳定和蛋白质平衡，通过将细胞质物质控制地隔离到双膜自噬体中，自噬将大分子（包括蛋白质、脂质和核酸）或整个细胞器导向溶酶体，使受损的、有潜在毒性的细胞器和对生物体有害蛋白质聚集体的降解，从而去除和回收会在衰老过程中积累的“废物”，提高能量的利用效率，延缓细胞和组织的老化ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>Klionsky</Author><Year>2007</Year><RecNum>125</RecNum><DisplayText><styleface="superscript">[7]</style></DisplayText><record><rec-number>125</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="2far2fa0przpd8er5v8xzxp3vx9tds299s92"timestamp="1620459044">125</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author>Klionsky,DanielJ.</author></authors></contributors><auth-address>LifeSciencesInstitute,UniversityofMichigan,AnnArbor,MI,USA.</auth-address><titles><title>Autophagy:fromphenomenologytomolecularunderstandinginlessthanadecade</title><secondary-title>Nat.Rev.Mol.CellBiol.</secondary-title><alt-title>NatureReviewsMolecularCellBiology</alt-title></titles><periodical><full-title>Nat.Rev.Mol.CellBiol.</full-title><abbr-1>NatureReviewsMolecularCellBiology</abbr-1></periodical><alt-periodical><full-title>Nat.Rev.Mol.CellBiol.</full-title><abbr-1>NatureReviewsMolecularCellBiology</abbr-1></alt-periodical><pages>931-937</pages><volume>8</volume><number>11</number><keywords><keyword>Autophagy(historyofautophagyresearch)</keyword><keyword>History(ofautophagyresearch)</keyword><keyword>reviewautophagyresearchhistory</keyword></keywords><dates><year>2007</year></dates><isbn>1471-0072</isbn><accession-num>2007:1199234</accession-num><urls></urls><electronic-resource-num>10.1038/nrm2245</electronic-resource-num><remote-database-name>CAPLUS</remote-database-name><remote-database-provider>AmericanChemicalSociety.AllRightsReserved.</remote-database-provider><language>English</language></record></Cite></EndNote>[\o"Klionsky,2007#125"7]。最常用的主动引发保护性自噬的方法是热量限制，即改变自身的饮食习惯，如间歇性断食等ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>deCabo</Author><Year>2014</Year><RecNum>37</RecNum><DisplayText><styleface="superscript">[8]</style></DisplayText><record><rec-number>37</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="2far2fa0przpd8er5v8xzxp3vx9tds299s92"timestamp="1618895564">37</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author>deCabo,Rafael</author><author>Carmona-Gutierrez,Didac</author><author>Bernier,Michel</author><author>Hall,MichaelN.</author><author>Madeo,Frank</author></authors></contributors><auth-address>TranslationalGerontologyBranch,NationalInstituteonAging,NationalInstitutesofHealth,Baltimore,MD,USA.</auth-address><titles><title>TheSearchforAntiagingInterventions:FromElixirstoFastingRegimens</title><secondary-title>Cell(Cambridge,MA,U.S.)</secondary-title><alt-title>Cell(Cambridge,MA,UnitedStates)</alt-title></titles><periodical><full-title>Cell(Cambridge,MA,U.S.)</full-title><abbr-1>Cell(Cambridge,MA,UnitedStates)</abbr-1></periodical><alt-periodical><full-title>Cell(Cambridge,MA,U.S.)</full-title><abbr-1>Cell(Cambridge,MA,UnitedStates)</abbr-1></alt-periodical><pages>1515-1526</pages><volume>157</volume><number>7</number><keywords><keyword>Aging(antiagingagents</keyword><keyword>antiaginginterventions)</keyword><keyword>Elixirs</keyword><keyword>Fasting</keyword><keyword>Human(antiaginginterventions)</keyword><keyword>reviewantiagingregimenelixirfastingregimen</keyword></keywords><dates><year>2014</year></dates><isbn>0092-8674</isbn><accession-num>2014:1041092</accession-num><urls></urls><electronic-resource-num>10.1016/j.cell.2014.05.031</electronic-resource-num><remote-database-name>CAPLUS</remote-database-name><remote-database-provider>AmericanChemicalSociety.AllRightsReserved.</remote-database-provider><language>English</language></record></Cite></EndNote>[\o"deCabo,2014#37"8]，但这显然不是一种接受度高的方式。研究表明，外源性亚精胺的补充可有效地延长实验动物的寿命，高的血液多胺浓度往往对应着死亡率和一些疾病发病率的降低ADDINEN.CITEADDINEN.CITE.DATA[\o"Eisenberg,2009#33"9,\o"Matsumoto,2011#35"10]，当敲除细胞自噬有关基因时，这个作用随之消失ADDINEN.CITEADDINEN.CITE.DATA[\o"Gupta,2013#32"11]。许多类似科研表明，亚精胺等多胺可作为一种较高效的热量限制模拟物（caloricrestrictionmimetic，CRM），通过降低组蛋白乙酰转移酶的活性来减少组蛋白的Ac-化，上调饥饿反应基因的表达ADDINEN.CITEADDINEN.CITE.DATA[\o"Eisenberg,2009#33"9]，在药理学上模拟饮食限制的效果，通过诱导细胞自噬而发挥作用。除了延缓衰老，亚精胺的许多有益作用与其诱导细胞保护性自噬的能力密切相关。在肿瘤形成方面，外源性亚精胺可通过消耗免疫抑制细胞，引起免疫刺激作用来增强肿瘤发生时的免疫监视ADDINEN.CITEADDINEN.CITE.DATA[\o"Pietrocola,2016#42"12]，肿瘤的发生和生长会在外源性亚精胺补充下减少。Matsumoto等人实验发现，口服多胺产生菌(动物双歧杆菌亚种乳酸乳球菌LKM512)降低衰老Crj:CD-1雌性小鼠可见皮肤肿瘤的发病率ADDINEN.CITEADDINEN.CITE.DATA[\o"Matsumoto,2011#35"10]，食用亚精胺也可缓解肝纤维化并降低小鼠肝细胞癌的发生率ADDINEN.CITEADDINEN.CITE.DATA[\o"Yue,2017#36"13]。在心血管疾病方面，LaRocca等人研究发现亚精胺通过降低老年小鼠内皮细胞的氧化损伤逆转了年龄诱导的动脉僵硬ADDINEN.CITEADDINEN.CITE.DATA[\o"LaRoccaThomas,2013#40"14]，并减轻了高脂饮食20周内载脂蛋白E的缺乏。高亚精胺膳食能够有效降低人群中心血管疾病的死亡率和发病率，亚精胺通过抑制循环细胞因子，诱导线粒体结构改善，增强自噬和有丝分裂等机制发挥增强心肌、扩张血管、使血压降低以及减轻动脉粥样硬化等作用ADDINEN.CITEADDINEN.CITE.DATA[\o"LaRoccaThomas,2013#40"14,\o"Eisenberg,2016#38"15]；在神经调节方面，无脊椎动物模型中亚精胺可通过与离子型受体的相互作用以及诱导神经元或神经胶质细胞自噬，抑制脱髓鞘作用来保护神经，促进体内神经的修复和再生ADDINEN.CITEADDINEN.CITE.DATA[\o"Gupta,2013#32"11]，而其在哺乳动物体内的神经保护作用则是由亚精胺间接抑制自身免疫反应性的T细胞活化而导致的ADDINEN.CITEADDINEN.CITE.DATA[\o"Yang,2016#41"16]。Velloso等人研究发现，在纹状体注射精胺改善了亨廷顿氏病啮齿动物模型的识别记忆缺陷，通过口服精氨酸联合双歧杆菌LKM512益生菌能上调结肠多胺，从而提高了老年小鼠的空间学习和记忆能力ADDINEN.CITEADDINEN.CITE.DATA[\o"Velloso,2009#126"17]。说明了在神经退行性疾病中亚精胺的神经保护作用。在改善代谢性疾病的方面，Sadasivan等人研究发现每天给吃高脂饮食的小鼠服用精胺可以预防肥胖和改善葡萄糖的耐受ADDINEN.CITEADDINEN.CITE.DATA[\o"Sadasivan,2014#46"18]，亚精胺可缓解因暴饮暴食而导致的的肥胖以及肥胖的并发症，其机制与白色脂肪组织中的自噬诱导密切相关。在抵抗干细胞衰老等相关方面，Chen等人研究发现亚精胺能够在体外使体细胞脱分化为成纤维细胞，即具有诱导多能干细胞的作用，此外还具有促进人类毛囊器官培养物中的毛发生长和上皮干细胞分裂的作用ADDINEN.CITEADDINEN.CITE.DATA[\o"Chen,2011#43"19]总而言之，外源性的亚精胺补充对人们抵抗衰老和维持人体各个方面正常功能有着重要的作用，Pucciarelli等人在意大利中部进行的一项横断面观察显示，老年人相比于年轻人，体内的多胺含量较低，但在健康的90岁和100岁老人中，其含量仍保持在年轻(中年)个体的水平ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>Pucciarelli</Author><Year>2012</Year><RecNum>44</RecNum><DisplayText><styleface="superscript">[20]</style></DisplayText><record><rec-number>44</rec-number><foreign-keys><keyapp="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