综述:S-巯基化修饰:衰老相关疾病中抗氧化与抗炎作用的新见解

【字体: 时间:2025年06月17日 来源:Journal of Advanced Research 11.4

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  这篇综述系统阐述了H2 S介导的S-巯基化(S-sulfhydration)在衰老相关疾病中的关键作用,揭示了其通过修饰半胱氨酸残基(-SH→-SSH)调控氧化应激(ROS)、线粒体功能及炎症通路(如NF-κB/Nrf2)的分子机制,为神经退行性疾病(AD/PD)、骨关节炎(OA)和慢性肾病(CKD)等提供了新型治疗靶点。

  

S-巯基化:衰老疾病中的抗氧化与抗炎新靶点

分子机制与关键酶
S-巯基化是一种由硫化氢(H22
S的合成依赖三种关键酶:胱硫醚β-合成酶(CBS)、胱硫醚γ-裂解酶(CSE)和3-巯基丙酮酸硫转移酶(3-MST),它们在神经、心血管和肾脏组织中分布各异。例如,CBS在脑组织中高表达,而CSE主导外周器官的H2
S生成。

抗氧化与促氧化的双面性
S-巯基化通过Keap1/Nrf2通路激活抗氧化酶(如SOD2、HO-1),清除活性氧(ROS),延缓细胞衰老。在肾脏和神经元中,SIRT3的S-巯基化可稳定线粒体功能,减少DNA损伤。然而,高浓度H2
S(0.1–10 mM)可能通过促氧化作用加剧肝细胞损伤,呈现浓度依赖性双刃剑效应。

炎症调控的平衡术
在关节炎模型中,S-巯基化修饰SP1蛋白,抑制HDAC6/MyD88/NF-κB轴,降低IL-6等炎症因子释放。相反,短期高剂量H2
S会激活NF-κB,促进M1型巨噬细胞极化,加重炎症。这种双向调控提示临床需精准控制H2
S给药浓度与时间。

疾病应用与挑战

  • 神经退行性疾病:PD中Parkin蛋白的Cys59/95位点S-巯基化增强其泛素化活性,清除α-突触核蛋白(α-Syn)聚集体;AD中GSK-3β的修饰减少Tau蛋白过度磷酸化。
  • 骨关节疾病:通过激活Wnt/β-catenin和BMP2/SMADs通路,促进骨髓间充质干细胞(BMSCs)成骨分化,改善骨质疏松(OP)。
  • 肾脏疾病:S-巯基化抑制TGF-β1/Smad3信号,延缓肾纤维化,但需警惕过量H2
    S可能加速纤维化进展。

临床转化瓶颈
尽管缓释供体(如GYY4137)和纳米靶向递送系统(如MoS2
纳米花)展现出潜力,但H2
S的组织特异性毒性(如心血管抑制)和代谢不稳定性仍是重大挑战。未来需探索更精准的时空控释策略,以平衡疗效与安全性。

结论
S-巯基化作为氧化应激与炎症的桥梁,其阈值依赖性调控为衰老相关疾病提供了创新干预思路,但深入解析其分子开关机制仍是未来研究重点。

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