NAC（Acetylcysteine，AbMole，M5385）作為谷胱甘肽（GSH）的前體，在細胞內的抗氧化過程中起到重要作用。GSH 是細胞內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揮抗氧化作用的關鍵部位。在細胞內，NAC經過一系列酶的作用，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）的結構中含有巰基（-SH），這一基團也賦予了Acetylcysteine抗氧化活性，它可以直接與活性氧（ROS）反應，清除細胞內的過量ROS，減輕氧化應激對細胞的損傷[1]。

 

圖 1. Acetylcystein的作用機理[1]

 

在細胞實驗中，NAC（Acetylcysteine，AbMole，M5385）展現出卓越的細胞保護能力，眾多研究證明了這一點。在一項針對氧化應激損傷的細胞實驗中，研究人員選用了人臍靜脈內皮細胞（HUVECs）[2]。通過過氧化氫（H2O2）處理 HUVECs，成功構建了氧化應激損傷模型。結果顯示，當在細胞培養液中添加NAC后，細胞內的 ROS 水平顯著降低，細胞膜的完整性得到有效保護，細胞的存活率明顯提高。此外，在類器官和干細胞研究中，Acetylcysteine也是培養基中的重要組分之一，可起到保護干細胞，幫助類器官成型的作用。

2.Acetylcysteine細胞凋亡與增殖調控

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

 

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，在動物實驗研究中展現了廣泛的抗氧化、抗炎、神經保護以及細胞凋亡與增殖調控作用。在非酒精性脂肪肝病（NAFLD）的動物模型中，NAC通過抗氧化作用顯著減少了肝臟脂質的積累，改善了肝功能指標，降低了氧化應激標志物的水平，從而在一定程度上緩解了NAFLD的病理進程[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，對動物糖尿病及其相關并發癥的抑制具有潛在的應用價值[8]。此外，在動物中風模型中，NAC能夠減少腦梗死面積，改善神經功能缺損和殘疾，其神經保護作用在動物實驗中得到了明確的體現[9]。在慢性阻塞性肺病（COPD）的動物模型中，NAC能夠顯著減輕氣道炎癥，減少炎癥細胞的浸潤和炎癥因子的釋放，從而改善肺功能[10]。在炎癥性腸病（IBD）的動物模型中，NAC通過抑制炎癥因子的產生，如腫瘤壞死因子-α（TNF-α）和白細胞介素-6（IL-6），減輕腸道炎癥，降低炎癥標志物的水平。這些研究表明，NAC在多種疾病模型中能夠減輕氧化應激和炎癥反應，促進細胞增殖，并抑制細胞凋亡，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家心血管研究中心和美國哥倫比亞大學用于動物體內實驗，相關科研成果發表于頂刊 Nature 和 Nature Medicine。

 

中國藥科大學在上述論文中探究了心理壓力如何通過腸道微生物群落的代謝產物影響腸道干細胞（ISCs）的命運決定，進而擾亂腸道穩態。研究揭示了心理壓力通過激活交感神經系統，富集腸道共生菌Lactobacillus murinus，增加其產生的色氨酸代謝產物indole-3-acetate（IAA），從而干擾ISCs的線粒體呼吸，導致腸道分泌細胞的可轉移性損傷。研究還發現，通過口服α-酮戊二酸（α-KG）補充可以增強ISCs的分化能力，并賦予對壓力觸發的腸道上皮損傷的抵抗力。在文章中，科研人員還構建了腸道類器官，以進行上述研究，并使用了AbMole的N-乙酰半胱氨酸（NAC，Acetylcysteine，AbMole，M5385）作為類器官培養基中的重要調節劑。

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

 

中國中醫科學院中藥研究所在上述文章中研究了雷公藤內酯醇（Celastrol）在改善肝纖維化中的作用及其分子機制。研究發現，雷公藤內酯醇通過促進活性氧（ROS）的產生和誘導鐵死亡（ferroptosis）來發揮抗纖維化作用。鐵死亡是一種由鐵和ROS依賴的膜脂過氧化過度引起的調節性細胞死亡形式。研究人員利用活性基團蛋白質組學（ABPP）、生物正交點擊化學反應和細胞熱位移分析（CETSA）等技術，發現雷公藤內酯醇能夠直接與過氧化還原酶（PRDXs，包括PRDX1、PRDX2、PRDX4和PRDX6）結合，并抑制它們的抗氧化活性。此外，雷公藤內酯醇還靶向血紅素氧合酶1（HO-1），并上調其在激活的HSCs中的表達。在實驗中，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，以驗證鐵死亡是雷公藤內酯醇抗纖維化的核心機制。

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.