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島津技術(shù)助力活性硫化物代謝組學(xué)深度分析
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近日，島津公司科學(xué)家與日本東北大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)合作，在《自然·通訊》（Nature Communications）發(fā)表了題為“Supersulphides provide airway protection in viral and chronic lung diseases”的研究論文，揭示了超硫化物在各種病毒或慢性損傷的氣道中的保護(hù)作用，并證明了超硫化物在肺部疾病中的潛在作用。
文章中將超硫化物定義為氫過(guò)硫化物 (RSSH) 和具有硫鏈化的聚合硫物質(zhì)（RSSnR，n > 1，R =氫或烷基，或環(huán)化多硫化物），近年來(lái)被認(rèn)為是具有多種生理功能的內(nèi)源性代謝物，在哺乳動(dòng)物（包括人）的細(xì)胞和組織中廣泛存在。它們的合成主要由線粒體半胱氨酰-tRNA合成酶 (CARS2)介導(dǎo)，該酶充當(dāng)主要的半胱氨酸過(guò)硫化物合成酶 (CPERS)。
本研究確定了超硫化物在病毒性氣道感染（流感和COVID-19）、老年肺部和慢性肺部疾?。ò宰枞苑尾?(COPD)、特發(fā)性肺纖維化 (IPF)）中的保護(hù)功能。CARS2/CPERS產(chǎn)生的內(nèi)源性超硫化物或外源性施用超硫化物供體谷胱甘肽三硫化物，可以減輕COPD、IPF 和衰老小鼠模型中氧化應(yīng)激和炎癥引起的肺損傷和隨后的死亡。
最典型的超硫化物廣泛分布于不同生物體中，包括各種反應(yīng)性氫過(guò)硫化物，如過(guò)硫化半胱氨酸（CysSSH）、過(guò)硫化谷胱甘肽（GSSH）和氧化型谷胱甘肽三硫化物（GSSSG）；它們比其他簡(jiǎn)單的硫醇和二硫化物更具氧化還原活性。
WT 和 Cars2AINK/+小鼠體內(nèi)超硫化物的含量
研究人員培育了ACE2（新冠病毒受體）和AINK（CPERS缺陷）雙突變體Cars2AINK/+小鼠，并與同窩野生型（WT）ACE2轉(zhuǎn)基因小鼠進(jìn)行了比較分析。結(jié)果表明鼻內(nèi)感染新冠病毒的致死效應(yīng)，ACE2-AINK突變小鼠明顯高于ACE2轉(zhuǎn)基因小鼠。通過(guò)使用 HPE-IAM 標(biāo)記的LC/MS/MS 分析，對(duì)兩種小鼠體內(nèi)CysSSH和其他相關(guān)超硫化物代謝物進(jìn)行定量，顯示Cars2AINK/+小鼠體內(nèi)超硫化物的含量顯著減少。綜合數(shù)據(jù)表明超硫化物具有抗新冠病毒作用。
新冠病毒感染的ACE2-AINK突變小鼠超硫化物代謝組分析
在含硫代謝物中，還原性活性硫物種極不穩(wěn)定，需要通過(guò)衍生化方法得到穩(wěn)定的目標(biāo)分析物。本研究中采用β-(4-羥基苯基)乙基碘乙酰胺（HPE-IAM）衍生化進(jìn)行LC/MS/MS分析的方法，實(shí)現(xiàn)了對(duì)生物基質(zhì)樣本中活性硫化物的高靈敏度分析。
在此項(xiàng)研究的基礎(chǔ)上，島津開發(fā)了《LC/MS/MS活性硫分析方法包》。該方法包包括活性硫物種在內(nèi)的17種含硫代謝物的LC/MS/MS分析方法，針對(duì)每種化合物分別優(yōu)化了分離條件和質(zhì)譜參數(shù)，并帶有前處理流程示例，包括用于細(xì)胞和血漿等生物樣品時(shí)的衍生化步驟。用戶無(wú)需費(fèi)時(shí)費(fèi)力摸索開發(fā)樣品前處理和分析條件，即時(shí)開展含硫代謝物的分析。
注：本產(chǎn)品僅用于研究，不能用于醫(yī)療診斷目的。
參考文獻(xiàn)：Matsunaga, T., Sano, H., Takita, K. et al. Supersulphides provide airway protection in viral and chronic lung diseases. Nat Commun 14, 4476 (2023). https://doi.org/10.1038/s41467-023-40182-4
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