ЛК

Том 13 научных докладов, номер статьи: 12554 (2023) Цитировать эту статью

181 Доступ

4 Альтметрика

Подробности о метриках

Метаболиты распада триптофана, образующиеся по кинурениновому пути, играют значительную роль в беременности и развитии плода. Чтобы понять их участие, крайне важно количественно оценить уровни триптофана (TRP), кинуренина (KYN) и кинуреновой кислоты (KYNA) в соответствующих биологических образцах, таких как плацента, плодные оболочки и пуповина. В этом исследовании использовалась жидкостная хроматография-тандемная масс-спектрометрия (ЖХ-МС/МС) для определения уровней TRP, KYN и KYNA. Метод ЖХ-МС/МС был оптимизирован для обеспечения высокой чувствительности и специфичности, демонстрируя хорошую воспроизводимость с точностью < 10% CV и точностью 85–115%. Нижний предел количественного определения как для TRP, так и для KYN составлял 0,5 мкг/мл, а для KYNA — 0,5 нг/мл. Метод показал линейность в исследованном диапазоне концентраций в гомогенате от 0,5 до 30 мкг/мл для TRP и KYN и от 0,5 до 25 нг/мл для KYNA. С помощью этого метода мы обнаружили существенные различия в концентрациях этих веществ в исследованных материнско-плодовых компартментах. В образцах плаценты наблюдались более высокие концентрации KYN и более низкие концентрации KYNA, чем в пуповине и плодной оболочке, что указывает на потенциально важную роль кинуренинов на поздних сроках беременности. В совокупности это открытие может облегчить дальнейшие исследования и пролить свет на участие кинуренинового пути метаболизма TRP в развитии плода.

L-триптофан (TRP) представляет собой незаменимую аминокислоту, метаболизирующуюся главным образом по кинурениновому пути (КП)1. В нормальных условиях TRP преобразуется печеночной триптофан-2,3-диоксигеназой (TDO-2) и внепеченочной индоламин-2,3-диоксигеназой (IDO)-1 и IDO-22,3. Эти ферменты катализируют превращение TRP в N-формил-кинуренин, который в дальнейшем может метаболизироваться в L-кинуренин (KYN) и его последующие метаболиты, что в конечном итоге приводит к образованию никотинамидадениндинуклеотида (NAD+)4.

КП обеспечивает образование многих метаболитов с различными функциями, включая модуляцию иммунитета5,6 и воспаления7,8. Кроме того, эти метаболиты играют решающую роль в физиологии стресса, поскольку стрессоры повседневной жизни могут влиять на выработку метаболитов распада TRP9. Одним из этих метаболитов является KYN, агонист арилуглеводородного рецептора (AhR)10. Этот рецептор повсеместно экспрессируется в тканях человека и участвует во многих метаболических функциях. Однако его активация также играет важную роль в патологических процессах, включая воспаление и канцерогенез11,12. KYN служит предшественником кинуреновой кислоты (KYNA), эндогенного антагониста N-метил-D-аспартата (NMDA) и альфа7-никотиновых ацетилхолиновых рецепторов, который участвует в воспалении13 и широко изучается на предмет его роли при различных нарушениях центральной нервной системы. нервная система (ЦНС)14,15,16. Недавние исследования показали, что KYNA является агонистом рецептора 35, связанного с G-белком (GPR35)17 и AhR10. KYNA также служит биомаркером, который напрямую коррелирует со стрессовыми событиями9,18. Например, модели на животных показали, что стресс со временем увеличивает концентрацию KYNA в организме, что приводит к генерализованной биологической KYNA-зависимой реакции на стресс18,19.

Кроме того, КП участвует во многих физиологических процессах, играя важную роль во время беременности, регулируя сосудистую и иммунную толерантность плаценты и обеспечивая нейропротекцию1,2,20,21. Например, функциональная роль IDO в поддержании беременности в плаценте млекопитающих была продемонстрирована in vivo, где ингибирование IDO приводило к потере беременности у мышей22. Кроме того, TDO, еще один ключевой фермент основного пути деградации TRP, поддерживает иммунную толерантность плода и матери23.

Что касается беременности и плацентарной ткани, KYN может проникать через плаценту и гематоэнцефалический барьер плода. Однократное пероральное введение KYN беременным самкам мышей повышало уровень KYN в плазме и мозге плода24. В исследованиях на животных постоянное добавление KYN самкам вызывало нарушения памяти у взрослых потомков животных, которым вводили KYN в пре- и послеродовой период24,25. Было показано, что KYNA играет важную роль в росте плода, особенно в развитии ЦНС внутриутробно, как продемонстрировали Нотаранжело и Шварц26. Поскольку плацента является жизненно важным органом в развитии плода, служащим основным источником питательных веществ и кислорода для развивающегося плода, растет интерес к пониманию периферических функций KYNA в физиологии плацентарной ткани. Несмотря на решающую роль KYNA в периферических тканях, регуляция KYNA в плаценте остается плохо изученной. TRP — это аминокислота, необходимая для синтеза белка, и предшественник, метаболизирующийся вместе с серотонином и КП. Интересно, что несколько лет назад было показано, что TRP является агонистом рецептора, связанного с G-белком (GPR) 13927 и GPR14228. Данных о роли этих рецепторов сейчас крайне мало. Если наличие этих рецепторов в тканях, связанных с беременностью, будет подтверждено, измерение уровней TRP приобретет новую актуальность. Таким образом, данное исследование направлено на изучение уровней TRP, KYN и KYNA путем представления проверенного метода их количественного определения в образцах плаценты человека, плодных оболочек и пуповины с использованием жидкостной хроматографии и тандемной масс-спектрометрии (ЖХ-МС/МС). Этот метод представляет собой надежный и чувствительный инструмент для изучения TRP, KYN и KYNA в образцах плаценты. Это может дать ценную информацию о регуляции содержания этих молекул в плаценте и их потенциальном влиянии на развитие плода.