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综述:色氨酸代谢在银屑病及其并发症中的作用:未来机遇
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年09月22日 来源:Journal of Advanced Research 13
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本综述系统探讨了色氨酸(Trp)代谢在银屑病发病机制中的核心作用,重点解析了其三条关键通路(犬尿氨酸Kyn、血清素5-HT和吲哚途径)如何通过调节免疫、炎症、角质形成细胞增殖及血管生成等过程影响疾病进程。文章深入讨论了关键酶(IDO1、KYNU、TPH等)和代谢物(Kyn、QA、5-HT等)的调控机制,并指出靶向Trp代谢(如AhR调节剂、IDO抑制剂)为治疗银屑病及其并发症(如关节炎、抑郁、代谢综合征)提供了新策略。
色氨酸作为人体必需氨基酸,主要通过三条途径代谢:犬尿氨酸(Kyn)途径、血清素(5-HT)途径和吲哚途径。Kyn途径是主要代谢通路,受三种限速酶调控:色氨酸-2,3-双加氧酶(TDO)、吲哚胺2,3-双加氧酶1(IDO1)和IDO2。TDO主要在肝脏表达,而IDO广泛分布于脑、肝和胃肠道。Kyn进一步代谢为犬尿酸(KYNA)、3-羟基犬尿氨酸(3-HK)和邻氨基苯甲酸(AA)等活性物质。KYNA具有神经保护作用,而喹啉酸(QA)则激活NMDA受体,加剧炎症反应。
5-HT途径中,色氨酸经色氨酸羟化酶(TPH)催化为5-羟色氨酸(5-HTP),再转化为5-HT。5-HT是重要的神经递质,调节情绪和行为,外周5-HT由肠嗜铬细胞产生,不能透过血脑屏障。吲哚途径则由肠道微生物(如梭菌、乳酸杆菌)将色氨酸转化为吲哚及其衍生物,如吲哚丙烯酸(IA)、吲哚-3-乙酸(I3AA)等,这些代谢物通过激活AhR调节免疫和肠道稳态。
银屑病患者血清IDO和Kyn水平升高,Kyn通路过度激活与疾病严重程度相关。但随着病情加重,IDO活性显著降低,导致调节性T细胞(Tregs)分化受损,炎症反应加剧。KYNU在银屑病皮损中表达上调,其下游代谢物3-HK和QA促进炎症介质产生,而KYNA则抑制IL-23产生的树突状细胞和IL-17+ T细胞,缓解炎症。
血管生成是银屑病的病理特征之一,TDO和IDO在血管内皮细胞增殖和毛细血管形态发生中起关键作用。IDO缺陷小鼠新血管生成减少,提示IDO抑制剂可能用于治疗银屑病相关血管增生。
5-HT通过刺激角质形成细胞增殖和迁移(经5-HT2BR/ERK通路),并招募肥大细胞至炎症部位,加剧银屑病炎症。此外,5-HT受体激动剂可减轻银屑病相关疼痛,而5-HTP通过抑制IL-17A产生缓解皮炎。褪黑素及其代谢物促进表皮分化和皮肤屏障维护。
银屑病患者肠道微生物多样性降低,有益菌(如Parabacteroides、Faecalibacterium prausnitzi)减少,有害菌(如Escherichia coli、Helicobacter)增多。色氨酸代谢物如I3AA、IPA通过调节免疫功能或直接促进有益菌生长,改善肠道菌群结构。
AhR是配体激活的转录因子,调节炎症和免疫细胞分化。Kyn和吲哚衍生物作为AhR内源性激动剂,上调TGFB1和IDO等免疫抑制基因表达,维持肠道微生物稳态。AhR激动剂Tapinarof乳膏已获批用于银屑病治疗。
银屑病 vulgaris(PV):患者血清和尿液中Kyn、KYNA和QA水平显著升高,IDO活性与PASI评分和IL-17A水平正相关。KYNU表达与疾病严重程度和炎症水平正相关,治疗成功后降低。
滴状银屑病(GP):链球菌超抗原诱导IFN-γ产生,激活IDO,导致Kyn/Trp比值短暂升高,放大Th1/Th17反应。短期IDO抑制剂或可预防GP转为慢性。
红皮病型银屑病(EP):患者血清Trp水平降低,与PASI评分负相关。氨基酸和甘油磷脂代谢紊乱反映全身分解代谢状态,Trp耗竭可能损害Treg功能,加剧全身炎症。
脓疱型银屑病:血清氨基酸(包括Trp)耗竭激活氨基酸反应(AAR)通路,抑制单细胞过度炎症。Trp代谢在GPP中具有双重角色:既通过Kyn途径 fueling炎症,又激活 counter-regulatory通路。
银屑病关节炎(PsA):滑液中Trp水平与多形核细胞比例和IL-1β相关。TDO2介导的Trp降解促进关节炎症,靶向TDO2活性或Trp降解是潜在治疗策略。
抑郁:银屑病患者海马5-HT水平降低,血清Kyn/Trp比值升高,Trp代谢向神经毒性Kyn代谢物偏移,导致情绪恶化和疼痛感知增加。5-HT与抑郁症状患者的PASI显著相关。SSRIs可通过恢复5-HT平衡,对情绪和炎症产生双重益处。
代谢综合征(MetS):银屑病患者MetS患病率高达50%。尿液中Kyn、KYNA和QA水平显著升高,Kyn/Trp比值增加。调节Kyn通路活性或可减轻心血管合并症。
炎症性肠病(IBD):血清Trp水平与疾病活动度负相关,QA等Trp降解产物升高。Trp缺乏和Kyn通路激活促进IBD发展。吲哚途径代谢物IPA和IAA减少,这些物质可激活AhR,促进IL-22产生,保护肠黏膜。
药物:生物制剂(如依那西普、优特克单抗)治疗12周后KYNU表达显著降低,减少下游促炎代谢物。UVB照射产生的FICZ通过激活AhR和ROS生成缓解银屑病。Tapinarof作为AhR调节剂,重新平衡T辅助细胞分化,下调IL-23/IL-17信号。三唑并吡啶衍生物作为新型AhR激动剂,具有抗银屑病活性。富马酸酯(DMF、MMF)抑制IFN-γ诱导的IDO活性和KYNU表达。
饮食干预:地中海饮食(MD)富含抗氧化剂和抗炎成分,通过调节肠道微生物群影响Trp代谢,与疾病评分负相关。益生菌(如Bifidobacterium longum)恢复肠道稳态,增加Trp-AhR配体和SCFAs产生,减轻炎症。益生元与益生菌联用增强治疗效果。
运动:运动通过增加色氨酸利用和KYNA合成,改善情绪和炎症。肥胖是银屑病重要风险因素,减肥可降低疾病严重性和心血管风险。饮食干预结合运动减轻系统治疗患者的银屑病严重性。
色氨酸代谢在银屑病及其并发症中发挥核心作用,关键酶和代谢物可作为诊断生物标志物和治疗靶点。靶向IDO、TDO、KMO和TPH的抑制剂可能增强传统疗法效果,但需优化给药方案和组织特异性递送系统。直接补充吲哚衍生物也是一种潜在策略。未来研究应聚焦Trp代谢物与免疫反应的复杂交互作用,推动Trp靶向干预的临床转化。
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