NAC（Acetylcysteine，AbMole，M5385）作為谷胱甘肽（GSH）的前體，在細(xì)胞內(nèi)的抗氧化過(guò)程中起到重要作用。GSH 是細(xì)胞內(nèi)最為重要的非蛋白巰基抗氧化劑之一，它由谷氨酸、半胱氨酸和甘氨酸組成，其中半胱氨酸上的巰基是其發(fā)揮抗氧化作用的關(guān)鍵部位。在細(xì)胞內(nèi)，NAC經(jīng)過(guò)一系列酶的作用，可脫去乙酰基，生成半胱氨酸，為 GSH的合成提供了重要的原料。此外，Acetylcysteine（NAC）的結(jié)構(gòu)中含有巰基（-SH），這一基團(tuán)也賦予了Acetylcysteine抗氧化活性，它可以直接與活性氧（ROS）反應(yīng)，清除細(xì)胞內(nèi)的過(guò)量ROS，減輕氧化應(yīng)激對(duì)細(xì)胞的損傷[1]。

 

圖 1. Acetylcystein的作用機(jī)理[1]

 

在細(xì)胞實(shí)驗(yàn)中，NAC（Acetylcysteine，AbMole，M5385）展現(xiàn)出卓越的細(xì)胞保護(hù)能力，眾多研究證明了這一點(diǎn)。在一項(xiàng)針對(duì)氧化應(yīng)激損傷的細(xì)胞實(shí)驗(yàn)中，研究人員選用了人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞（HUVECs）[2]。通過(guò)過(guò)氧化氫（H2O2）處理 HUVECs，成功構(gòu)建了氧化應(yīng)激損傷模型。結(jié)果顯示，當(dāng)在細(xì)胞培養(yǎng)液中添加NAC后，細(xì)胞內(nèi)的 ROS 水平顯著降低，細(xì)胞膜的完整性得到有效保護(hù)，細(xì)胞的存活率明顯提高。此外，在類器官和干細(xì)胞研究中，Acetylcysteine也是培養(yǎng)基中的重要組分之一，可起到保護(hù)干細(xì)胞，幫助類器官成型的作用。

2.Acetylcysteine細(xì)胞凋亡與增殖調(diào)控

研究發(fā)現(xiàn)，NAC（Acetylcysteine，AbMole，M5385）在促進(jìn)細(xì)胞增殖方面也顯示出顯著效果。NAC能夠通過(guò)上調(diào)PAX7、MYF5、MRF4和MYHC等基因的表達(dá)，促進(jìn)骨骼肌細(xì)胞的增殖和分化[3]。此外，NAC還能夠通過(guò)激活PI3K/AKT信號(hào)通路，促進(jìn)卵巢顆粒細(xì)胞的增殖，并增加雌二醇（E2）和孕酮（P4）的分泌[4]。NAC在抑制細(xì)胞凋亡方面也具有重要作用。例如，在一項(xiàng)研究中，NAC被用于減輕輻射對(duì)HT22細(xì)胞的凋亡誘導(dǎo)，結(jié)果顯示NAC能夠顯著降低凋亡蛋白Bax和Cleaved-caspase-3的表達(dá)，減少細(xì)胞凋亡率[5]。在另一項(xiàng)研究中，NAC通過(guò)抑制AMPK和激活mTOR表達(dá)，減輕了由分枝桿菌細(xì)胞膜成分引起的細(xì)胞凋亡和自噬[6]。此外，Acetylcysteine也可以通過(guò)消除氧化應(yīng)激，避免細(xì)胞鐵死亡的發(fā)生。

 

N-乙酰半胱氨酸（NAC，Acetylcysteine，AbMole，M5385）作為一種多功能的生物活性化合物，在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究中展現(xiàn)了廣泛的抗氧化、抗炎、神經(jīng)保護(hù)以及細(xì)胞凋亡與增殖調(diào)控作用。在非酒精性脂肪肝病（NAFLD）的動(dòng)物模型中，NAC通過(guò)抗氧化作用顯著減少了肝臟脂質(zhì)的積累，改善了肝功能指標(biāo)，降低了氧化應(yīng)激標(biāo)志物的水平，從而在一定程度上緩解了NAFLD的病理進(jìn)程[7]。在糖尿病模型中，NAC不僅能夠抑制肝臟脂肪變性和葡萄糖耐受不良，還能改善血脂譜，對(duì)動(dòng)物糖尿病及其相關(guān)并發(fā)癥的抑制具有潛在的應(yīng)用價(jià)值[8]。此外，在動(dòng)物中風(fēng)模型中，NAC能夠減少腦梗死面積，改善神經(jīng)功能缺損和殘疾，其神經(jīng)保護(hù)作用在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中得到了明確的體現(xiàn)[9]。在慢性阻塞性肺病（COPD）的動(dòng)物模型中，NAC能夠顯著減輕氣道炎癥，減少炎癥細(xì)胞的浸潤(rùn)和炎癥因子的釋放，從而改善肺功能[10]。在炎癥性腸病（IBD）的動(dòng)物模型中，NAC通過(guò)抑制炎癥因子的產(chǎn)生，如腫瘤壞死因子-α（TNF-α）和白細(xì)胞介素-6（IL-6），減輕腸道炎癥，降低炎癥標(biāo)志物的水平。這些研究表明，NAC在多種疾病模型中能夠減輕氧化應(yīng)激和炎癥反應(yīng)，促進(jìn)細(xì)胞增殖，并抑制細(xì)胞凋亡，為多種疾病的研究提供了新的思路。2014年，AbMole的兩款抑制劑分別被西班牙國(guó)家心血管研究中心和美國(guó)哥倫比亞大學(xué)用于動(dòng)物體內(nèi)實(shí)驗(yàn)，相關(guān)科研成果發(fā)表于頂刊 Nature 和 Nature Medicine。

 

中國(guó)藥科大學(xué)在上述論文中探究了心理壓力如何通過(guò)腸道微生物群落的代謝產(chǎn)物影響腸道干細(xì)胞（ISCs）的命運(yùn)決定，進(jìn)而擾亂腸道穩(wěn)態(tài)。研究揭示了心理壓力通過(guò)激活交感神經(jīng)系統(tǒng)，富集腸道共生菌Lactobacillus murinus，增加其產(chǎn)生的色氨酸代謝產(chǎn)物indole-3-acetate（IAA），從而干擾ISCs的線粒體呼吸，導(dǎo)致腸道分泌細(xì)胞的可轉(zhuǎn)移性損傷。研究還發(fā)現(xiàn)，通過(guò)口服α-酮戊二酸（α-KG）補(bǔ)充可以增強(qiáng)ISCs的分化能力，并賦予對(duì)壓力觸發(fā)的腸道上皮損傷的抵抗力。在文章中，科研人員還構(gòu)建了腸道類器官，以進(jìn)行上述研究，并使用了AbMole的N-乙酰半胱氨酸（NAC，Acetylcysteine，AbMole，M5385）作為類器官培養(yǎng)基中的重要調(diào)節(jié)劑。

圖 2. Chronic stress disrupts ISC differentiation and mitochondrial homeostasis[11]

 

中國(guó)中醫(yī)科學(xué)院中藥研究所在上述文章中研究了雷公藤內(nèi)酯醇（Celastrol）在改善肝纖維化中的作用及其分子機(jī)制。研究發(fā)現(xiàn)，雷公藤內(nèi)酯醇通過(guò)促進(jìn)活性氧（ROS）的產(chǎn)生和誘導(dǎo)鐵死亡（ferroptosis）來(lái)發(fā)揮抗纖維化作用。鐵死亡是一種由鐵和ROS依賴的膜脂過(guò)氧化過(guò)度引起的調(diào)節(jié)性細(xì)胞死亡形式。研究人員利用活性基團(tuán)蛋白質(zhì)組學(xué)（ABPP）、生物正交點(diǎn)擊化學(xué)反應(yīng)和細(xì)胞熱位移分析（CETSA）等技術(shù)，發(fā)現(xiàn)雷公藤內(nèi)酯醇能夠直接與過(guò)氧化還原酶（PRDXs，包括PRDX1、PRDX2、PRDX4和PRDX6）結(jié)合，并抑制它們的抗氧化活性。此外，雷公藤內(nèi)酯醇還靶向血紅素氧合酶1（HO-1），并上調(diào)其在激活的HSCs中的表達(dá)。在實(shí)驗(yàn)中，科研人員使用了由AbMole提供的N-乙酰半胱氨酸（NAC，Acetylcysteine，AbMole，M5385），鐵死亡抑制劑，以驗(yàn)證鐵死亡是雷公藤內(nèi)酯醇抗纖維化的核心機(jī)制。

圖 3. Celastrol exerts anti-fibrosis effect by inducing ferroptosis in activated-HSCs[12]

 

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[1] B. Pedre, U. Barayeu, D. Ezeriņa, et al., The mechanism of action of N-acetylcysteine (NAC): The emerging role of H(2)S and sulfane sulfur species, Pharmacology & therapeutics 228 (2021) 107916.

[2] N. Peng, Y. Geng, J. Ouyang, et al., Endothelial glycocalyx injury is involved in heatstroke-associated coagulopathy and protected by N-acetylcysteine, Frontiers in immunology 14 (2023) 1159195.

[3] J. Lu, P. Zhao, X. Ding, et al., N-acetylcysteine stimulates the proliferation and differentiation in heat-stressed skeletal muscle cells, Journal of thermal biology 124 (2024) 103958.

[4] J. Wang, Y. Yang, J. Ma, et al., Molecular Mechanism of N-Acetylcysteine Regulating Proliferation and Hormone Secretion of Granulosa Cells in Sheep, Reproduction in domestic animals = Zuchthygiene 60(1) (2025) e70006.

[5] Y. Huang, X. Mei, W. Jiang, et al., Mesenchymal Stem Cell-Conditioned Medium Protects Hippocampal Neurons From Radiation Damage by Suppressing Oxidative Stress and Apoptosis, Dose-response : a publication of International Hormesis Society 19(1) (2021) 1559325820984944.

[6] X. Lin, M. Wei, F. Song, et al., N-acetylcysteine (NAC) Attenuating Apoptosis and Autophagy in RAW264.7 Cells in Response to Incubation with Mycolic Acid from Bovine Mycobacterium tuberculosis Complex, Polish journal of microbiology 69(2) (2020) 223-229.

[7] M. M. Abdel-Daim, A. A. Dessouki, H. G. Abdel-Rahman, et al., Hepatorenal protective effects of taurine and N-acetylcysteine against fipronil-induced injuries: The antioxidant status and apoptotic markers expression in rats, The Science of the total environment 650(Pt 2) (2019) 2063-2073.

[8] Deepmala, J. Slattery, N. Kumar, et al., Clinical trials of N-acetylcysteine in psychiatry and neurology: A systematic review, Neuroscience and biobehavioral reviews 55 (2015) 294-321.

[9] B. S. Fernandes, O. M. Dean, S. Dodd, et al., N-Acetylcysteine in depressive symptoms and functionality: a systematic review and meta-analysis, The Journal of clinical psychiatry 77(4) (2016) e457-66.

[10] A. Kharazmi, H. Nielsen, P. O. Schiøtz, N-acetylcysteine inhibits human neutrophil and monocyte chemotaxis and oxidative metabolism, International journal of immunopharmacology 10(1) (1988) 39-46.

[11] W. Wei, Y. Liu, Y. Hou, et al., Psychological stress-induced microbial metabolite indole-3-acetate disrupts intestinal cell lineage commitment, Cell metabolism 36(3) (2024) 466-483.e7.

[12] P. Luo, D. Liu, Q. Zhang, et al., Celastrol induces ferroptosis in activated HSCs to ameliorate hepatic fibrosis via targeting peroxiredoxins and HO-1, Acta pharmaceutica Sinica. B 12(5) (2022) 2300-2314.