综述:β-羟基丁酸脱氢酶1:多种疾病治疗的新靶点

【字体: 时间:2025年06月25日 来源:Biochemical Pharmacology 5.3

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  (编辑推荐)本综述系统阐述了β-羟基丁酸脱氢酶1(BDH1)在酮体代谢(β-HB/AcAc转化)、糖代谢调控及抑制氧化应激、炎症和凋亡中的核心作用,揭示其作为代谢性疾病、癌症和心肌病等跨疾病治疗靶点的潜力,特别探讨了饮食与药物对BDH1表达的调控机制。

  

An overview of BDH1 and its other family members
BDH家族主要包括BDH1、BDH2及少数报道的BDH3。作为酮体代谢限速酶,BDH1主要定位于肝脏、心脏和肾脏的线粒体内膜,其活性依赖NAD+/NADH辅因子催化β-羟基丁酸(β-HB)与乙酰乙酸(AcAc)的互变。结构预测显示,人源BDH1具有典型的短链脱氢酶/还原酶(SDR)家族特征,其31 kDa分子量及两个巯基(SH-1/SH-2)构成其功能基础。

Synthesis and decomposition of ketone body
酮体由70% β-HB、30% AcAc及微量丙酮组成。BDH1在肝脏中作为AcAc→β-HB转化的终末酶,在肝外组织则启动β-HB→AcAc的逆向反应。研究表明,BDH1通过调控酮体水平影响能量供应,尤其在饥饿或糖尿病状态下,肝脏BDH1活性上调可促进β-HB生成,为脑和心肌提供替代能源。

BDH1 and cancer
BDH1在癌症中呈现双重作用:一方面通过增强线粒体生物合成、自噬和细胞迁移促进肿瘤进展;另一方面,其介导的酮体代谢可抑制ROS积累并延缓癌细胞增殖。例如,在结直肠癌中,BDH1高表达与不良预后相关,而抑制BDH1可降低肿瘤细胞对酮体的依赖性。

Factors influencing the expression of BDH1
BDH1表达受多因素调控:高脂饮食可上调肝脏BDH1活性,而二甲双胍等药物通过AMPK通路抑制其表达。值得注意的是,小鼠骨髓巨噬细胞和人类单核细胞中均未检测到BDH1,提示其表达具有组织特异性。妊娠期妇女血清BDH1水平显著升高,可能与激素调控相关。

Conclusion and prospect
BDH1作为线粒体关键酶,其多效性功能为代谢性疾病和癌症治疗提供了新思路。未来研究需聚焦BDH1在疾病中的分子机制,如与mTOR、NF-κB等通路的交互作用,并开发特异性调节剂。此外,探索BDH1在衰老和神经退行性疾病中的作用,将拓展其临床应用维度。

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