B类Ⅰ型清道夫受体的研究进展

內科2020年12月第15卷第6|711.综述.高密度脂蛋白与脓毒症关系的研究进展！许智坤郑标林许小泽刘雪燕"暨南大学第二临床医学院深圳市人民医院重症医学科,广东省深圳市518020【提要】高密度脂蛋白(HDL)是一种具有多种生物活性的高度异质蛋白颗粒，可介导胆固醇的流出和逆向转运，与心血管疾病的发生风险呈负相关。

近年来研究发现，高密度脂蛋白还具有调节免疫反应、中和内毒素、抗氧化、抗凋亡、抗血栓形成、抗黏附分子表达以及保护内皮细胞等作用。

高密度脂蛋白水平在脓毒症患者中显著降低,而且与脓毒症患者病情的严重程度和预后有关，可能在脓毒症的病理生理中起着重要的作用。

本文就高密度脂蛋白与脓毒症关系的研究进展进行综述。

【关键词】高密度脂蛋白；脓毒症；内毒素；高密度脂蛋白亚型；综述【中图分类号】R595.9【文献标识码】A【文章编号】1673-7768(2020)06-711-5DOI：10.16121/45-1347/r.2020.06.21脓毒症是由机体对感染的反应失调导致的危及生命的器官功能障碍综合征,具有较高的发病率及病死率［1］*在脓毒症患者中，高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)水平显著降低［2］，并且低水平HDL-C与患者多器官功能衰竭、住院时间延长和死亡风险的增加相关［3"4］*研究发现,无论是普通人群还是住院患者,低水平HDL-C都会增加感染发生的风险［5-6］o G/on等⑸报道,HDL-C每增加1mg/dL,患者住院期间发生严重脓毒症的概率降低3%。

近年来的研究发现，HDL除具有众所周知的胆固醇逆向转运(RCT)作用外，还具有调节免疫反应、中和内毒素、抗氧化、抗凋亡、抗血栓形成、抗黏附分子表达以及保护内皮细胞的作用［7］*在脓毒症期间，患者血脂和脂蛋白的水平及其组成均会发生显著改变,并已成为该疾病的生物标志物和潜在的治疗靶标，HDL在脓毒症的病理生理过程中起着至关重要的作用。

清道夫受体BI与动脉粥样硬化杜芬;喻红【期刊名称】《中国动脉硬化杂志》【年(卷),期】2018(26)11【摘要】清道夫受体B族I型(SR-BI)是细胞膜上首个被定义为高密度脂蛋白(HDL)受体的糖蛋白,其介导细胞选择性摄取高密度脂蛋白胆固醇(HDLC),影响细胞胆固醇平衡、炎症表型。

肝脏SR-BI在胆固醇逆向转运中扮演重要角色,而与HDL的代谢及其抗动脉粥样硬化(As)作用密切相关,并且已发现人类存在SR-BI基因多态性。

本文重点从SR-BI结构、功能、调节及其对As的作用进行综述。

【总页数】7页(P1177-1183)【关键词】清道夫受体BI;高密度脂蛋白;胆固醇代谢;动脉粥样硬化【作者】杜芬;喻红【作者单位】武汉大学基础医学院湖北省发育源性疾病重点实验室【正文语种】中文【中图分类】R363【相关文献】1.隔药饼灸对高脂血症合并动脉粥样硬化兔肝脏过氧化酶体增殖物激活型受体γ、B类Ⅰ型清道夫受体蛋白及基因表达的影响 [J], 邹逸凡;马明珠;赵钊;谭静;阳晶晶;石佳;刘密;刘迈兰;常小荣2.U937细胞向巨噬细胞分化过程中清道夫受体BI(SR-BI)表达的变化 [J], 彭扬;张锦;李莉;孟馨;周一军;甘宇;王涤非;侯率3.ATP合成酶β链高表达通过非清道夫受体BI途径增加原代肝细胞对高密度脂蛋白的摄取 [J], 宋科秀;韩迎春;潘霄羽;柴尚玉;黄玥晔;Navina Priya Jhummon;Bhavna Tohooloo;刘国庆;张林华4.鉴定清道夫受体BI基因敲除突变小鼠的新方法 [J], 冯悦华;张晓膺;魏江;张俊;徐宁;罗光华5.用酵母双杂交系统研究载脂蛋白AI(apoAI)和清道夫受体BI(SR-BI)间的相互作用[J], 信学雷;陈志慧;李维琪;刘云英;麦迪娜;张云峰因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

A类Ⅰ型和Ⅱ型清道夫受体的研究进展文江华;孙辽【期刊名称】《广东医学》【年(卷),期】2010(31)10【摘要】@@ A类Ⅰ型和Ⅱ型清道夫受体(scavenger receptor class A types Ⅰand Ⅱ,SR-AⅠ/Ⅱ),又名巨噬细胞清道夫受体1(macrophage scavenger receptor 1,MSR1),主要表达于巨噬细胞表面,是发现得最早并且研究最为透彻的清道夫受体.早期的研究表明,SR-AⅠ/Ⅱ主要是作为脂蛋白受体介导巨噬细胞吞噬修饰的一低密度脂蛋白,形成泡沫细胞,参与动脉粥样硬化(atherosclerosis,AS)的病理形成过程.然而,随着研究的深入和SR-AⅠ/Ⅱ基因敲除(SR-A-/-)小鼠模型的建立,其在细胞黏附、清除凋亡细胞、脂质代谢和内源性抗原交叉递呈等生理过程及在多种临床疾病中的影响亦日益受到关注.本文对SR-AⅠ/Ⅱ的研究近况作一综述.【总页数】3页(P1358-1360)【作者】文江华;孙辽【作者单位】中山大学附属第五医院内分泌科,广东珠海,519000;中山大学附属第五医院内分泌科,广东珠海,519000【正文语种】中文【相关文献】1.A类Ⅰ型清道夫受体调节小鼠腹腔巨噬细胞抗肺炎克雷伯菌和铜绿假单胞菌感染[J], 肖海涵;范霞;郭明权;罗婷婷;夏碧丽;何平2.他汀类药物与B类I型清道夫受体研究进展 [J], 谈晶花3.B类Ⅰ型清道夫受体的研究进展 [J], 常冠楠;徐新;张社兵4.稳定表达A类I型清道夫受体的HEK293细胞系的建立 [J], 高松;贲晶晶;郑媛;柏惠;范乐明;陈琪5.B类1型清道夫受体基因敲除雌鼠不孕相关机制的研究进展 [J], 张刘洋;龚婷;喻红;张元珍因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

第16卷　第6期肠外与肠内营养Vol.16　No.6　2009年11月Parenteral&Enteral Nutriti on Nov.2009・综　述・Niemann2P ick C1L ike1研究新进展朱雁飞综述,　李幼生,　黎介寿审校南京大学医学院临床学院(南京军区南京总医院)　解放军普通外科研究所,江苏南京210002摘要:N ie mann2Pick C1L ike1(NPC1L1)是肠道胆固醇吸收的关键蛋白,也是胆固醇吸收抑制剂依泽替米贝的分子作用靶点。

NPC1L1的表达受一些核因子受体调控。

敲除apoE2/2小鼠N PC1L1基因能显著抑制动脉粥样硬化的发生和发展,为动脉粥样硬化和冠状动脉性心脏病提供了新的治疗靶点。

关键词:　NPC1L1;　肠道胆固醇吸收;　胆固醇转运中图分类号:　R392.33 文献标识码:　A 文章编号:　10072810X(2009)0620373204①The advanced development of Niemann2P ick C1L ike1Z HU Yan2fei revie wing,L I You2sheng,L I J ie2shou checking(R esearch Institute of General S urgery,C linica l School of M edica l College,N anjing U niversity/N anjing General Hospital of N anjing M ilitary Co mm and,PLA,N anjing210002,J iangsu,China)Abstract:I dentificati on and characterizati on of N ie mann2Pick C1L ike1(NPC1L1)has established NPC1L1as an essential p r otein in the intestinal cholester ol abs or p ti on p r ocess,and NPC1L1is the molec2 ular target of ezeti m ibe,which is a cholester ol abs or p ti on inhibit or.The exp ressi on of the gene and p r otein of NPC1L1may be regulated by s ome nuclear recep t ck of NPC1L1auses a nearly comp lete p r otec2 ti on fr om the devel opment of ather oscler osis in apoE2/2m ice c,which p r ovides ne w target f or the treat2 ment f or ather oscler osis and cardi ovascular disease.Key words:　N ie mann2Pick C1L ike1;　I ntestinal cholester ol abs or p ti on;　Cholester ol trans port0　引 言胆固醇是细胞膜的重要组分,也是合成类固醇激素和胆盐的前体物质。

SCARA5的研究进展史子敏;朱安义;洪正东【摘要】清道夫受体家族顾名思义是一类清除体内异物的受体家族,其中包含的各型受体结构稍有差别,但功能差异不大.A类清道夫受体5型(SCARA5)是新近发现的一型清道夫受体,在肿瘤抑制这一方面有着重大意义.本文旨在总结近期有关该受体的研究进展,以期提高对该受体的认识.【期刊名称】《广东医学》【年(卷),期】2018(039)024【总页数】3页(P3724-3726)【关键词】清道夫受体;SCARA5【作者】史子敏;朱安义;洪正东【作者单位】南昌大学第二附属医院泌尿外科江西南昌330006;南昌大学第二附属医院泌尿外科江西南昌330006;南昌大学第二附属医院泌尿外科江西南昌330006【正文语种】中文清道夫受体代表一组位于吞噬细胞表面上的异质性分子，可识别氧化或乙酰化修饰的低密度脂蛋白(LDL)。

它们在1979年通过研究巨噬细胞上摄取和降解乙酰化LDL 的结合位点而首次被发现，称为巨噬细胞清道夫受体1，后归为清道夫受体A 类(scavenger receptor A,SA-A)。

随后陆续发现了一些其他清道夫受体(scavenger receptor,SR),它们共同组成了SR 家族。

清道夫受体的命名是基于它们具有清除异物的功能：借助大量特异性配体和各种受体分子广泛识别和清除外来物质和体内废物。

这一家族包括A、B、C三种类型，其中A类又包括1、2、3、4、5五种。

尽管A类清道夫受体5(SCARA5)在结构上与SCARA1和SCARA2最相似(主要区别在于C端)，但它们之间的表达部位、基因调控和功能存在差异。

近几年来SCARA5因为其在肿瘤这一方面的作用而越来越受到关注，本文主要对该受体蛋白在肿瘤方面的作用作一个综述。

1 结构和分布SCARA5是一个功能尚未完全明确的A类清道夫受体蛋白，其cDNA编码495个氨基酸，以含有胶原蛋白结构域为特征, 属于二型跨膜糖蛋白。

网络出版时间２０２０－５－２０１７：１９　网络出版地址：ｈｔｔｐ：／／ｋｎｓ．ｃｎｋｉ．ｎｅｔ／ｋｃｍｓ／ｄｅｔａｉｌ／３４．１０７３．Ｒ．２０２００５２０．１４５３．０２１．ｈｔｍｌⅠ型子宫内膜样癌中ＡＢＣＡ１、ＡｐｏＡ１及ＳＲ Ｂ１的表达及意义王　癑，郑秀妍，江　滕，王　超，牛　肖，邹　泓摘要：目的　探讨ＨＤＬ脂质转运蛋白ＡＴＰ结合盒转运体Ａ１（ＡＴＰ ｂｉｎｄｉｎｇｃａｓｓｅｔｔｅｔｒａｎｓｐｏｒｔｅｒＡ１，ＡＢＣＡ１）、载脂蛋白Ａ１（ａｐｏｌｉｐｏｐｒｏｔｅｉｎＡ１，ＡｐｏＡ１）和吸收蛋白Ｂ类１型清道夫受体（ｓｃａｖｅｎｇｅｒｒｅｃｅｐｔｏｒｃｌａｓｓＢｔｙｐｅ１，ＳＲ Ｂ１）是否在Ⅰ型子宫内膜样癌（ｅｎｄｏｍｅｔｒｉａｌｃａｒｃｉｎｏｍａ，ＥＣ）中存在表达失衡。

方法　选取８０例Ⅰ型ＥＣ和４７例对照增生改变子宫内膜组织，采用免疫组化ＥｎＶｉｓｉｏｎ两步法检测ＡＢＣＡ１和ＡｐｏＡ１的表达；分析Ⅰ型ＥＣ中ＡＢＣＡ１、ＡｐｏＡ１与ＳＲ Ｂ１、ＥＲ、ＰＲ蛋白表达的相关性及与临床病理特征的关系。

结果　（１）Ⅰ型ＥＣ中ＡＢＣＡ１阳性率为８６ １％（６２／７２），低于对照增生改变子宫内膜组织（９５ ５％，４２／４４），差异有统计学意义（Ｐ＜０ ０５）；Ⅰ型ＥＣ组织中ＡｐｏＡ１阳性率为６３ ８％（４４／６９），高于对照增生改变子宫内膜组织（５３ ３％，２３／４３），差异无统计学意义（Ｐ＞０ ０５）；（２）在Ⅰ型ＥＣ中，ＡＢＣＡ１与ＳＲ Ｂ１、ＡｐｏＡ１、ＥＲ之间呈负相关；ＡｐｏＡ１与ＰＲ之间呈正相关；（３）Ⅰ型ＥＣ中ＡＢＣＡ１和ＡｐｏＡ１蛋白表达与临床病理特征无明显相关性（Ｐ＞０ ０５）。

结论　与对照增生改变子宫内膜组织相比，Ⅰ型ＥＣ中可能存在ＨＤＬ转运蛋白ＡＢＣＡ１和ＨＤＬ吸收蛋白ＳＲ Ｂ１的表达失衡。

关键词：子宫肿瘤；Ⅰ型子宫内膜样癌；ＡＢＣＡ１；ＡｐｏＡ１；ＳＲ Ｂ１；免疫组织化学中图分类号：Ｒ７３７ ３３ 文献标志码：Ｂ 文章编号：１００１－７３９９（２０２０）０５－０５８３－０４ｄｏｉ：１０．１３３１５／ｊ．ｃｎｋｉ．ｃｊｃｅｐ．２０２０．０５．０２１接受日期：２０２０－０２－１２作者单位：石河子大学医学院第一附属医院病理科／病理学系，石河子　８３２００２作者简介：王　癑，女，硕士研究生。

第38卷第6期大连海洋大学学报Vol.38No.6 2023年12月JOURNAL OF DALIAN OCEAN UNIVERSITY Dec.2023DOI:10.16535/ki.dlhyxb.2023-053文章编号:2095-1388(2023)06-1072-11水产动物类胡萝卜素的吸收㊁代谢和沉积机制研究进展张丽莉1,2,3,王国栋1,2,3∗,黄世玉1,2,龚筱婷1,王艺磊1,2(1.集美大学水产学院,福建厦门361021;2.农业农村部东海海水健康养殖重点实验室,福建厦门361021;3.海水养殖生物育种全国重点实验室,福建厦门361021)摘要:类胡萝卜素是自然界普遍存在的天然色素,对水产动物生长㊁发育㊁免疫和体色具有重要作用㊂水产动物类胡萝卜素的吸收㊁代谢和沉积能力是遗传改良的重要靶点,对其性状提升具有重要作用㊂本文综述了水产动物主要类胡萝卜素种类㊁吸收和代谢分子机制,着重介绍了B类清道夫受体(SR-B1)㊁决定簇36(CD36)㊁β-胡萝卜素加氧酶1(BCO1)㊁β-胡萝卜素加氧酶2(BCO2)及细胞色素酶450(P450)家族的CYP2J19和CYP3A80在类胡萝卜素转运和转化中的作用,分析了类胡萝卜素酮化的可能机制和主要类胡萝卜素结合蛋白的特性㊂针对目前研究中存在的问题,提出通过基因-表型关联分析揭示遗传基础㊁多组学联合分析筛选鉴定新酮化酶基因㊁单细胞转录组解析类胡萝卜素沉积过程及筛选与构建体色遗传材料等未来重点研究方向,以期为水产动物类胡萝卜素吸收㊁代谢和沉积机制的研究提供科学参考㊂关键词:类胡萝卜素;水产动物;吸收;氧化;胡萝卜素结合蛋白中图分类号:S917㊀㊀㊀㊀文献标志码:A㊀㊀类胡萝卜素是自然界分布范围最广的一种天然色素,广泛存在于光合细菌㊁古细菌㊁真菌㊁藻类㊁植物和动物中㊂大多数水产动物富含类胡萝卜素且大量沉积在表皮,形成了多样的体色,在动物伪装㊁求偶和警示等过程中具有重要作用㊂基于这些重要的生理生态作用,研究人员认为,动物沉积类胡萝卜素形成体色与动物个体适应能力有着密切联系,选择压力对体色表型具有较大影响,故体色表型的遗传机制受到了关注㊂类胡萝卜素体色遗传基础分为吸收㊁代谢和沉积3个方面,在生物化学过程中,吸收要通过物质跨膜转运来完成,代谢的主要方式是氧化,沉积则主要通过蛋白结合来实现,这3个方面的生化过程较为简单[1]㊂然而,参与类胡萝卜素跨膜转运㊁氧化和蛋白结合的基因众多,功能类似的基因同源关系较远,且因动物类胡萝卜素依赖食物摄入,环境因素对基因功能影响较大,这些因素给基因功能鉴定带来诸多困难㊂此外,类胡萝卜素还是免疫㊁抗氧化和维生素A合成等核心细胞学过程的关键分子,在抗应激㊁免疫调节㊁能量调控和生殖发育中发挥了重要作用,这些重要的生理功能也给基因功能鉴定带来了额外的困难㊂虽然面临诸多困难,但鉴于吸收㊁代谢和沉积等方面的分子基础是解析类胡萝卜素生态适应㊁理解体色表型塑造和解释类胡萝卜素代谢环境适应的根本,相关研究还是取得较多进展[2]㊂目前,主流观点认为,类胡萝卜素产生的体色在生态适应上具有优势,是机体适应能力强的体现,代表了细胞呼吸链等核心能力,需要加强分子层次证据收集,形成在生态学㊁细胞学和分子生物学方面等多层次的综合解释,建立完整的理论体系㊂本文结合水产动物类胡萝卜素组成的特点,总结了类胡萝卜素在动物机体内代谢的分子机制,阐述了参与类胡萝卜素转运㊁转化和沉积的主要基因,及其功能㊁作用和进化过程,展望了其研究趋势,以期为水产动物类胡萝卜素体色形成的分子基础研究提供科学参考㊂1　类胡萝卜素的结构类胡萝卜素是一类四萜类化合物,由多烯链连㊀收稿日期:2023-03-16㊀基金项目:福建省自然科学基金(2020J01669);国家自然科学基金(31702339)㊀作者简介:张丽莉(1979 ),女,在读博士生,副教授㊂E-mail:llzhang@ ㊀通信作者:王国栋(1977 ),男,博士,教授㊂E-mail:gdwang@接两个末端基团[3](图1),其颜色随着共轭双键的数目不同而变化,常为黄色㊁橙色㊁红色和紫色㊂通常情况下,共轭双键的数目越多,颜色越偏向红色,氧化程度越高,颜色也越偏向红色㊂根据是否含有氧元素,可以将类胡萝卜素分为胡萝卜素(carotene)和胡萝卜醇(carotenol)两类㊂前者不含氧元素是碳氢化合物,其主要种类为α-胡萝卜素㊁β-胡萝卜素㊁γ-胡萝卜素(β,ψ-胡萝卜素)和番茄红素,大约存在50种天然胡萝卜素[1,4];后者含有氧元素,主要种类有β-隐黄素㊁叶黄素㊁玉米黄素㊁虾青素㊁岩藻黄素和多甲藻黄素,其氧原子以羟基㊁羰基㊁醛基㊁羧基㊁环氧基和呋喃氧基等形式存在㊂有些胡萝卜醇能够以脂肪酸酯㊁糖苷㊁硫酸盐和蛋白复合体形式存在㊂截至2018年,已经报道了大约800多种胡萝卜醇[1,4]㊂常见的胡萝卜素和胡萝卜醇结构见图2㊂图1㊀类胡萝卜素的基础结构[3]Fig.1㊀Basic structure of carotenoids [3]2㊀水产动物类胡萝卜素主要种类及应用几乎所有动物都不能从头合成类胡萝卜素,而需从食物中获取㊂有些动物可以将吸收的类胡萝卜素进行氧化㊁还原㊁转双键㊁氧化裂解双键和裂解环氧键等代谢转化[5]㊂若类胡萝卜素末端基团是未修饰的紫罗兰酮环,如α-胡萝卜素㊁β-胡萝卜素㊁γ-胡萝卜素(β,ψ-胡萝卜素)和β-隐黄质等,则可作为维甲酸的前体,称为维生素A 原㊂类胡萝卜素具有光保护㊁抗氧化㊁增强免疫和促进生殖等多种生物学功能,因此,在水产生物养殖中具有重要作用㊂2.1㊀水产动物类胡萝卜素的主要种类水产动物的类胡萝卜素主要来源于藻类,在食物链传递中发生多次生物转化,其种类繁多㊂常见的水产动物类胡萝卜素为β-胡萝卜素㊁岩藻黄素㊁图2㊀典型的胡萝卜素和胡萝卜醇结构[3]Fig.2㊀Typical structures of carotene and carotenol [3]多甲藻黄素㊁硅藻黄素㊁别藻黄素和虾青素[5]㊂双壳类等滤食性海洋无脊椎动物主要摄食硅藻,其主要类胡萝卜素是岩藻黄素,岩藻黄素含有丙二烯基(allenic bond)㊁羰基㊁乙酰基和环氧键等几个功能基团㊂双壳类能将岩藻黄素的丙二烯基转化为炔键㊁水解环氧键和氧化裂解双氧键[5],也可将多甲藻中甲藻黄素进行生物转化㊂虾青素是典型的甲壳动物类胡萝卜素㊂多数甲壳动物均能将β-胡萝卜素转化为虾青素㊂转化过程的中间产物依次为海胆酮㊁3-羟基海胆酮㊁角黄素和金盏花红素㊂许多甲壳动物的C3(C3ᶄ)羟化作用无空间立体选择性,因此,甲壳动物的虾青素是光学异构体的混合物[5]㊂鲤科鱼类可以将玉米黄素经金盏花黄素(ado-nixanthin)和碘黄质(idoxanthin)转化为3S,3ᶄS-虾青素㊂以玉米黄素为主要类胡萝卜素的螺旋藻可用来增加红色鲤和金鱼的体色[5]㊂然而,鲑科鱼类㊁真鲷㊁鳕㊁金枪鱼和鰤等不能将β-胡萝卜素或玉米黄素合成虾青素,这些鱼类中的虾青素完全来自其食物中的甲壳动物㊂几种海水鱼皮肤和鱼鳍上的亮黄色物质是金枪鱼黄素(tunaxanthin,ε,ε-胡萝卜素-3㊁3ᶄ-醇),由虾青素经玉米黄素转化形成㊂3701第6期张丽莉,等:水产动物类胡萝卜素的吸收㊁代谢和沉积机制研究进展2.2㊀类胡萝卜素在水产动物中的应用红色水产品深受消费者青睐,改善水产品体色品质进行差异化供给是一个很好的市场策略㊂水产动物的红色主要由类胡萝卜素在表皮㊁肌肉等组织中沉积所致(表1)㊂类胡萝卜素具有良好的抗氧化㊁抗衰老和抗癌等功能,已成为一种重要的食品添加剂[6]㊂饲料中添加类胡萝卜素能显著提升甲壳动物的体色,也能刺激水产动物免疫系统,提高抗逆能力,促进生长和性腺发育,显著提高繁殖性能并能抑制性早熟[6]㊂当前,水产养殖业深受抗生素滥用的困扰,类胡萝卜素能增强免疫和抗逆的功能是解决这一问题的方案之一㊂类胡萝卜素在水产养殖中已广泛应用,常用的种类主要是β-胡萝卜素和虾青素㊂在饲料中添加质量分数为50~100mg /kg 的虾青素就具有明显的增色效果,β-胡萝卜素则需要2~4倍的添加量才能获得同等效果[7]㊂类胡萝卜素主要源自植物和真菌提取,价格较高,限制了其在水产养殖中的应用㊂开发供应充足㊁价格实惠的类胡萝卜素源是解决这一问题的有效方法之一㊂亚马逊流域的毛瑞榈(Mauritia flexuosa )和红木(Bixa orellana )富含类胡萝卜素类,在禽类㊁金鱼和三文鱼养殖中取得了较好的应用效果㊂岩藻黄素是自然界中含量最丰富的类胡萝卜素,占到总类胡萝卜素的10%[7],大型藻类富含硅藻黄素㊂这些材料都是非常具有潜力的类胡萝卜素源㊂表1㊀水产动物的主要类胡萝卜素种类Tab.1㊀Major carotenoids in some species of fishery organisms㊀物种类群species group㊀组织tissue㊀㊀类胡萝卜素种类main carotenoid㊀参考文献reference鲑科(Salmonidae)肌肉游离虾青素Da Costa 等[8]皮肤虾青素酯Da Costa 等[8]鲇形目(Siluriformes)皮肤㊁鱼鳍玉米黄素㊁叶黄素和β-胡萝卜素Da Costa 等[8]肝胰腺β-胡萝卜素Da Costa 等[8]腹足纲(Gastropoda)肌肉玉米黄素Da Costa 等[8]性腺㊁卵子和幼体虾青素Da Costa 等[8]甲壳纲(Crustacea)全身虾青素Da Costa 等[8]双壳纲(Bivalvia)软体部岩藻黄素㊁别藻黄素和虾青素Maoka [5]㊁Da Costa 等[8]卤虫属(Artemia )全身角黄素Da Costa 等[8]海星纲(Asteroidea)表皮β-胡萝卜素㊁岩藻黄素㊁玉米黄素和虾青素Maoka [5]海胆纲(Echinoidea)性腺海胆酮Maoka [5]海绵动物门(Porifera)全身海绵烯㊁异海绵烯和海绵紫红素Maoka [5]3㊀类胡萝卜素的吸收机制目前,对哺乳动物类胡萝卜素吸收机制的研究较为深入㊂虽然水产动物的类胡萝卜素吸收机制报道较少,但类胡萝卜素吸收机制在动物中比较保守,哺乳类的研究结果可作为水产动物的有益参考㊂哺乳动物类胡萝卜素吸收的主要部位是小肠,在小肠内类胡萝卜素与双亲性㊁疏水性化合物(如胆盐㊁胆固醇㊁脂肪酸㊁单酰甘油三酯和磷脂等)形成微胶粒,而后通过肠道刷状缘经淋巴系统进入血液㊂天然类胡萝卜素多以脂肪酸酯的形式存在,经胰羧酸酯脂肪酶分解成游离胡萝卜素醇后被肠道吸收[9]㊂3.1㊀类胡萝卜素吸收的影响因素类胡萝卜素来源㊁饲料组分和加工过程均影响对类胡萝卜素的吸收效率㊂经过萃取和微胶囊处理的类胡萝卜素比原态类胡萝卜素的吸收效率高[9]㊂饲料中的脂质利于类胡萝卜素形成微胶粒,因而能促进对类胡萝卜素的吸收[9]㊂晶体状态或与蛋白结合的类胡萝卜素难以进入微胶粒,故比脂滴和生物膜中的类胡萝卜素吸收率低㊂轻度加热和加工能破坏植物细胞壁㊁结合蛋白和细胞器,可将类胡萝卜素释放出来利于吸收㊂维生素C 和E 能提高胃肠道中类胡萝卜素的稳定性利于其吸收,而纤维㊁油酸㊁植物甾醇和甾烷醇酯会降低类胡萝卜素的吸收[9]㊂但有关水产动物吸收类胡萝卜素的影响因素研究尚未见报道㊂3.2㊀类胡萝卜素的吸收机制及关键分子早期研究认为,类胡萝卜素的吸收形式是简单扩散,但后来发现其吸收具有选择性和饱和现象[10],易化扩散才是其主要的吸收方式[9]㊂参与类胡萝卜素吸收的分子见图3㊂B 类清道夫受体(scavenger receptor B1,SR-B1)是类胡萝卜素易化扩散的载体之一,也是最早鉴定的类胡萝卜素跨膜转运载体㊂敲除SR-B 1基因后,小鼠小肠的胡萝卜素和胡萝卜醇的吸收均显著降低[11]㊂决定簇364701大连海洋大学学报㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第38卷(cluster determinant36,CD36)也被证明是类胡萝卜素的转运载体,参与了肠道上皮细胞类胡萝卜素的跨膜转运[12]㊂CD36和SR-B1均为跨膜糖蛋白,具有一个较大的胞外功能域㊂CD36和SR-B1三级结构同源建模表明,贯穿整个分子的大空腔可能是转运脂质的通道[13-14]㊂这两种蛋白以分子模式而非特异表位识别配体,因此,其配体种类多样㊂CD36的配体包括类胡萝卜素㊁长链脂质㊁脂蛋白㊁血小板反应素-1㊁胶原蛋白㊁凋亡细胞㊁淀粉样蛋白B和感染疟疾的红细胞[15]㊂SR-B1能结合高密度脂蛋白(HDLs),并进行胆固醇的跨膜转运[15]㊂CD36和SR-B1序列保守性较高,在许多水产动物的转录组中也发现了同源基因,但其表达水平在不同体色品系间无显著性差异[16-17]㊂SR-B1转运类胡萝卜素的功能在进化上高度保PTF 植物氟烯;lyc 番茄红素;βc β-胡萝卜素;αc α-胡萝卜素;β-cr β-隐黄素;lut 叶黄素;car 类胡萝卜素;apoc-ar 脱辅基类胡萝卜素;A 被动扩散;B 未知游离端转运蛋白;C 未知基底段转运蛋白;? 假定的途径;ER 内质网; HDL 高密度脂蛋白;ApoA1 载脂蛋白A1;SR-BI㊁CD36和NPC1L1 3种膜转运蛋白㊂PTF phytofluene;lyc lycopene;βc β-carotene;αc α-caro-tene;β-cr β-cryptoxanthine;lut lutein;car carotenoids;apoc-ar apocarotenoids;A passive diffusion;B unidentified apical transporter;C unidentified basolateral efflux transporter;? puta-tive pathway;ER endoplasmic reticulum;HDL high density lipo-protein;ApoA1 apolipoprotein A1;SR-BI,CD36,and NPC1L1 three transport proteins.图3㊀肠上皮细胞吸收类胡萝卜素示意图[18] Fig.3㊀Schematic diagram of carotenoid absorption in an enterocyte[18]守㊂果蝇(Drosophila melanogaster)的同源物ni-naD蛋白与复眼色素缺失有关,该蛋白可以跨膜转运玉米黄素和β-胡萝卜素[19]㊂ninaD基因的非同意突变会导致果蝇缺乏类胡萝卜素㊁维甲酸和维生素E[19]㊂家蚕(Bombyx mori)的ninaD是类胡萝卜素在蚕丝中积累的关键因素,突变后会产生白色蚕茧的表型[15]㊂金丝雀(Serinus canaria)羽毛和皮肤呈色同样需要SR-B1基因,该基因突变失活后产生隐性白色羽毛的表型,且白色突变体血液和组织的类胡萝卜素水平极低,机体严重缺乏维生素A[20]㊂ATP盒式转运蛋白(ATP cassette transporter protein,ABC)也参与了类胡萝卜素的跨膜转运[21]㊂家鸡(Gallus gallus)ABC蛋白家族的ABCG5/G8参与了叶黄素的转运,且进入肠上皮细胞的类胡萝卜素可被ABCA1重新转运到肠道中[21]㊂ABCG5突变会影响血液循环中叶黄素和胆固醇含量[21]㊂中华锯齿米虾(Neocaridina denticulata sinensis)不同体色品系间ABCG和ABCB家族的数个基因存在显著性差异[16-17,22],且RNA干扰ABCG2基因后,米虾复眼色素细胞㊁体表色素细胞数量及色素颗粒分布均发生显著性变化[23]㊂此外,ABCG2的SNP 位点与米虾体色㊁类胡萝卜素含量存在关联[22]㊂ABC跨膜转运类胡萝卜素为主动转运,这表明机体可主动控制细胞内类胡萝卜素的含量㊂4㊀类胡萝卜素在肠上皮细胞中的代谢4.1㊀类胡萝卜素的降解肠上皮细胞可以将β-胡萝卜素转化为维生素A[9],该反应的催化酶称为类胡萝卜素裂解双加氧酶(carotenoid cleavage dioxygenase,CCD)㊂CCD 有两类,首先鉴定发现的是可以分解C15,C15ᶄ双键的BCO1(β-胡萝卜素加氧酶1)[24],后又发现了裂解C9ᶄ,C10ᶄ双键的BCO2[25]㊂BCO可将氧分子中的两个氧原子都加入产物中,但催化中的关键步骤目前仍不清楚[9]㊂重组的BCO1还可将开环番茄红素催化为非环类视黄醇,在维生素A严重缺乏时可维持维甲酸信号通路的正常功能[26]㊂BCO2的底物种类繁多,除β-胡萝卜素外,还有开环番茄红素㊁玉米黄素㊁叶黄素和角黄素[9]㊂BCO2的底物具有种属特异性,鼠和人的BCO2可将脱辅基类胡萝卜素转为二羰基化合物,但是鸡的BCO2则不能催化该反应[9]㊂BCO1和BCO2主要在肠道表达[27]㊂BCO1是一个单体㊁可溶性的胞质酶,可与细胞质中生物膜㊁脂滴和蛋白相互作用,从而获取5701第6期张丽莉,等:水产动物类胡萝卜素的吸收㊁代谢和沉积机制研究进展底物[27];而BCO2位于线粒体内膜上,依赖信号肽定位于线粒体内膜[28]㊂对鼠BCO1和BCO2的功能缺失研究表明,BCO1主要产生维生素A,BCO2功能缺失导致肝脏线粒体内膜上胡萝卜醇积累[29]㊂BCO1或BCO2功能缺失均会导致动物肝脏和脂肪等组织中积累大量的类胡萝卜素[30]㊂BCO1和BCO2的功能在进化中是高度保守的㊂通常认为,类胡萝卜素积累对机体有诸多益处, BCO1能够供给机体维生素A,而BCO2的功能则一直不明㊂BCO2功能缺失与氧化应激存在关联[9],会导致机体组织处于氧化应激状态,并降低线粒体呼吸率[31]㊂在脊椎动物胚胎发育中,BCO2能防止类胡萝卜素的毒性[32]㊂水产动物BCO基因与体色关系密切,通常浅色体色的个体具有较高的BCO 表达量,如白色闭壳肌的虾夷扇贝(Patinopecten yessoensis)BCO-like1表达水平显著高于橙色个体[33]㊂在脊尾白虾(Exopalaemon carinicauda)中敲除BCO基因会加深肝胰腺的颜色[34-35]㊂遗传分析表明,BCO与虾夷扇贝[33]和马氏珍珠贝(Pinctada fucata martensii)[36]体色性状关联㊂在肠上皮细胞内,BCO1产生的视黄醛大部分被还原为视黄醇,经视黄醇结合蛋白2转运到内质网上形成视黄酯,此为视黄醇的主要形式[37]㊂维甲酸(维生素A酸)是类激素物质,含量极少,可激活维甲酸受体(RAR)并对细胞产生深远的影响[38]㊂RAR与维甲酸X受体(RXR)形成的聚合物结合到一些保守DNA基序(维甲酸响应元件)上来控制转录㊂人类基因组大约有500个维甲酸的靶基因[39]㊂哺乳类通过细胞色素P450依赖的羟化酶来严格调控组织的维甲酸含量[40]㊂视黄醇也可转化为视黄醛,主要由胞质乙醇脱氢酶(ADH)和微粒体上的视黄醇脱氢酶(RDH)催化完成[41],NAD(H)和NADP(H)是这两种酶的辅因子,该反应是可逆的,方向取决于辅因子的氧化状态㊂在生理条件下,胞质中的NAD/NADH 值为700,而NADP/NADPH值为0.005,这两类酶以NAD作为氧化剂氧化视黄醇,以NADPH作为还原剂还原视黄醛㊂RDH1和RDH10是类视黄醇代谢的主要酶,在维持成体类视黄醇稳态中具有重要作用[42]㊂DHRS3是一个关键的视黄醛还原酶,其蛋白表达水平受维甲酸信号通路控制,在维持胚胎和新生儿维甲酸水平中具有重要作用[9]㊂视黄醇酯化利于肠上皮细胞类视黄醇稳态维持[9]㊂有两类酶可以催化形成视黄酯,分别为卵磷脂视黄醇乙酰基转移酶(LRAT)和乙酰辅酶A 视黄醇乙酰基转移酶(ARAT)㊂脊椎动物的LRAT 已经被克隆,相对分子质量为25000,通过C端的单跨膜螺旋锚定在内质网上㊂LRAT属于古老的NlpC/P60巯基肽酶蛋白超家族,该家族在人类基因组中有7个基因成员,其结构类似木瓜蛋白酶㊂虽然ARAT尚未被克隆鉴定,但LRAT缺陷鼠与野生型相比维生素A吸收仅下降了10%,且仍然能够形成视黄酯,表明ARAT真实存在[9]㊂4.2㊀类胡萝卜素氧化许多水产动物具有将类胡萝卜素氧化的修饰能力,在组织沉积后使之呈现黄色㊁橙色和红色[43]㊂参与氧化的酶称为酮酶(ketolase),能够在末端环上添加羟基和酮基,主要在肝脏细胞中表达[20]㊂多数情况下,体色表型由类胡萝卜素氧化决定,其氧化代谢的遗传研究备受关注[2]㊂类胡萝卜素酮化速度快,且中间产物与酶结合在一起,故难以检测㊂推测可能存在3种酮化过程㊂第一种方式是在β-紫罗兰酮环的C4位置发生两次羟化反应,消耗两分子NADH和两分子O2㊂第二轮羟化反应形成的乙二醇会自动脱水在C4形成酮基,且已在P450催化过程中得到了证明[2]㊂该酮化方式应存在C4发生一次羟化的中间产物,但尚未见报道㊂在金丝雀中发现的一种C4羟基化的类胡萝卜素 异虾青素(4,4ᶄ-双羟基-ε㊁ε-类胡萝卜素-3㊁3ᶄ-二酮)是上述中间产物结构最类似的物质[2]㊂异虾青素是由金丝雀叶黄素B(canary xanthophyll B)在C4位置羟基化而来㊂虾青素和异虾青素是等电位的,可在酶的作用下相互转化㊂这虽能证明C4可羟基化,但C4是否发生两次羟基化仍难确定㊂第二种方式是在β-紫罗兰酮环C3和C4位置去饱和㊂羟基化与去饱和的催化机制类似,很多羟化酶同时具有这两种功能[2]㊂氧活化铁中心的轻微移动就可实现羟基化向去饱和的改变㊂去饱和终产物为酮-醇异构体,会自发地转化为酮㊂尽管C3 C4去饱和的中间产物尚未被发现,但由于羟基化和去饱和反应的催化机制是保守的,去饱和催化仍是一种需要关注的催化方式㊂第三种方式是羟基化后进行脱氢反应,将C4羟基转化为酮基[2]㊂羟基脱氢是细胞内一种常见的反应㊂目前,尚未发现C4发生一次羟化的中间产物,羟基化酶和脱氢酶在空间上应该非常接近,很有可能是一个酶复合体,甚至会融合成一个酶㊂由于缺少中间产物的证据,虽然有很多人反对存在6701大连海洋大学学报㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第38卷这种酮化方式的假说,但羟化酶和脱氢酶之间的耦联程度和性质是这种酮化方式最有力的证据㊂5㊀动物类胡萝卜素酮化的催化酶5.1㊀类胡萝卜素酮化酶类胡萝卜素酮化酶能够在末端环C4位置添加酮基,虽然催化反应单一,但是酮化酶种类繁多㊂目前,已知的类胡萝卜素酮化酶一共有6类,分别为CrtW㊁CrtO㊁CrtS㊁CYP2J19㊁CYP3A80和CYP384A1[2]㊂海洋细菌的CrtW㊁微藻CrtO及鸟与龟的CYP2J19等3类酶具有专一的酮化酶活性,直接在β-紫罗兰酮环C4位置添加一个酮基[2]㊂CrtW和CrtO是膜脂肪酸去饱和酶超家族成员,具有一个较大的疏水区,至少跨膜两次,有3个保守组氨酸基序,共含有8个组氨酸残基㊂该家族成员含有铁离子但不含血红素,组氨酸残基作为铁离子的配体是催化的必需残基[2]㊂合成3-羟基,4-酮基类胡萝卜素(如金盏花红素㊁虾青素和3-羟基海胆酮)时需要羟化酶和酮化酶共同作用,分别在C3羟基化和C4酮基化[2]㊂红酵母的CrtS㊁叶螨的CYP384A1和两栖类的CYP3A80都属于CYP3A家族,具有类胡萝卜素C4-酮化酶/C3-羟化酶的活性,可以单独催化形成3-羟基,4-酮基类胡萝卜素㊂红酵母CrtS先在C4位置进行双羟基化,再在C3位置进行一次羟基化,合成3-羟基,4-酮基类胡萝卜素;某些情况下产生缺少羟基的4-酮基类胡萝卜素(如海胆酮和角黄素)[44]㊂红酵母㊁叶螨和西拉毒蛙(Ranito-meya sirensis)中的酮化类胡萝卜素谱一致,这表明CYP3A的酮化/羟化的双重功能是保守的[2]㊂鸟类的CYP2J19是动物中第一个被鉴定出来的类胡萝卜素酮化酶,可将食物来源的黄色类胡萝卜素氧化为红色类胡萝卜素㊂CYP2J19位点与金丝雀的黄㊁红羽毛表型关联,与斑胸草雀(Poephila guttata)的黄㊁红喙表型也关联[45]㊂龟类具有CYP2J19的直系同源物,但是鳄和蜥蜴基因组中未发现直系同源物[44]㊂西部锦龟(Chrysemys picta bellii)(表皮具有红色/橙色斑点)的CYP2J19主要在红色表皮和视网膜中表达[44]㊂鸟类和龟类在2.5亿年前就已分化,可能独立进行了CYP2J19的进化,该基因可使羽毛或甲片中呈现红色[46]㊂对CYP2J19的进化分析表明,参与类胡萝卜素转运和代谢的基因具有共同的祖先分子,在进化中保守[46]㊂基因或基因组复制可能赋予了某些分子专一进行类胡萝卜素代谢的能力㊂CYP2J19是羊膜动物通过基因复制进化而来的基因[44]㊂两栖类虽然无CYP2J19基因,但另外一种P450CYP3A80进化出了类胡萝卜素的酮化能力[43]㊂西拉毒蛙CYP3A80的底物结合位点与β-胡萝卜素具有非常好的适配度,且在红色个体和黄色个体中该基因表达量存在显著性差异[43]㊂红酵母和叶螨的CYP3A也具有类胡萝卜素酮化酶的功能[2],哺乳类的CYP3A则在视黄酸和视黄酰酚胺(视黄酸的衍生物)β-紫罗兰酮环的C4位置引入酮基团[47]㊂目前,有关水产动物酮化酶的研究报道较少,在桡足类中根据类胡萝卜素代谢谱的提示,利用在转录组寻找高表达同源序列的方法,发现了几个P450羟化酶,可能是潜在类胡萝卜素酮化酶[48]㊂5.2㊀线粒体内膜泛醌合成酶经RNA测序㊁定量PCR和原位杂交等试验表明,CYP2J19和CYP3A80存在于肝细胞线粒体内膜,且内膜富集有高浓度的红色类胡萝卜素,这表明线粒体尤其是线粒体内膜负责进行类胡萝卜素氧化[2]㊂基于此,Hill等[49]提出了线粒体内膜氧化类胡萝卜素的假说㊂由于酮化类胡萝卜素和泛醌分子结构上的高度类似,该假说认为类胡萝卜素的氧化与泛醌的生物合成共用了相同的催化机制和酶系㊂泛醌(Ubiquinone,UQ),又称辅酶Q(CoQ n),是有氧呼吸的电子和质子运输载体,将两者从线粒体基质运输到线粒体膜间隙㊂UQ由一个多氧芳香平面环和10个类异戊二烯单位的多烯链组成㊂UQ 的芳香环来自酪氨酸和苯丙氨酸,类异戊二烯由乙酰Co-A来源的异戊二烯聚合而成[50]㊂从头合成类胡萝卜素的生物也通过乙酰Co-A合成多烯链,与UQ的合成途径相同[50]㊂但UQ高度脂溶性的特性导致其无法从食物中获得,因此,动物机体必须自身合成[50]㊂Cotingin是从庞帕杜伞鸟(Xipholena punicea)羽毛中分离而来的类胡萝卜素㊂与虾青素同为仅有的两种最高氧化形态的类胡萝卜素,这两种类胡萝卜素端环C6-C5-C4-C3结构与UQ非常类似[47] (图4)㊂UQ端环的这些位置是其与合成酶的结合位点,故虾青素可与UQ合成酶发生相互作用㊂许多细菌的类胡萝卜素羟化酶CrtD与UQ生物合成的羟化酶Coq6同源,这表明类胡萝卜素和UQ具有相似的分子构象[47]㊂参与UQ端环羟化的酶共有Coq6㊁Coq7和Coq?(未知的羟化酶)3种羟化酶㊂Coq7在C5催7701第6期张丽莉,等:水产动物类胡萝卜素的吸收㊁代谢和沉积机制研究进展。