血红素加氧酶-1 (HO-1) 是血红素降解的限速酶,最近被认为对各种病理生理条件具有保护作用。由于我们在动物模型中证明 HO-1 过表达抑制动脉粥样硬化形成,我们研究了 HO 调节对促炎细胞因子产生、内皮 NO 合酶 (eNOS) 表达和内皮依赖性血管松弛反应的影响。方法和结果:血红素精氨酸 (HA) 诱导 HO-1 后,血管内皮细胞培养物暴露于氧化的低密度脂蛋白 (oxLDL) 或肿瘤坏死因子-α (TNF-α)。HA 预处理显着减弱了血管细胞粘附分子-1 、单核细胞趋化蛋白-1 和巨噬细胞集落刺激因子的产生,表明 HO-1 诱导减弱了促炎反应。此外,HO-1 过表达还减轻了内皮功能障碍,通过暴露于 oxLDL 和 TNF-α 后减弱的 eNOS 表达的恢复来判断。重要的是,高脂肪喂养的 LDL 受体敲除小鼠的胸主动脉环中受损的内皮依赖性血管松弛反应也得到了改善。这些效果是通过用胆红素而不是一氧化碳治疗来观察到的。结论:这些结果表明,HO-1 的抗动脉粥样硬化特性可能主要通过胆红素的作用介导,抑制血管内皮活化和响应促炎应激的功能障碍。
方法和结果:胆红素是哺乳动物血红素分解代谢的最终产物,通常被认为是一种需要排泄的潜在细胞毒性脂溶性废物。然而,正是在这里,体外微摩尔浓度的胆红素有效地清除了在均质溶液或多层脂质体中以化学方式产生的过氧自由基。随着氧的实验浓度从 20%(正常空气的浓度)降低到 2%(生理相关浓度),胆红素的抗氧化活性增加。此外,在 2% 氧下,脂质体中的胆红素比 α-生育酚更能抑制氧化,α-生育酚被认为是脂质过氧化的最佳抗氧化剂。结论:数据支持胆红素作为生理性、断链抗氧化剂的 “有益 ”作用的观点。
方法和结果:谷胱甘肽 (GSH) 和胆红素是突出的内源性抗氧化细胞保护剂。尽管组织水平比 GSH 低数千倍,但胆红素是有效的,因为它的生物合成循环是由胆绿素还原酶 (BVR) 从胆绿素产生的。当胆红素作为抗氧化剂时,它被氧化成胆绿素,胆绿素立即被 BVR 还原为胆红素。为什么身体会同时使用这两种不同的抗氧化系统?结论:我们表明,水溶性 GSH 主要保护水溶性蛋白质,而亲脂性胆红素保护脂质免受氧化。血红素加氧酶-2 缺失的小鼠产生胆绿素,其脂质含量高于蛋白质氧化,而 GSH 耗竭则相反。BVR 的 RNA 干扰消耗比蛋白质更能增加脂质的氧化。BVR 或 GSH 的耗竭以氧化剂特异性方式增加细胞死亡。
我们研究了胆红素的可能有益作用,胆红素是细胞保护酶血红素加氧酶-1 降解血红素的产物之一,在抵消大肠杆菌内毒素介导的毒性中的作用。方法和结果:由于葡萄糖醛酸转移酶活性缺乏而表现出高血浆胆红素水平的纯合子黄疸 Gunn 大鼠和持续外源性胆红素给药的 Sprague-Dawley 大鼠对内毒素 (LPS) 诱导的低血压和死亡更具抵抗力与非高胆红素血症大鼠相比。与正常动物相比,高胆红素血症大鼠 LPS 刺激的一氧化氮 (NO) 产生显着降低;这种效应与肾、心肌和主动脉组织中诱导型 NO 合酶 (NOS2) 表达的降低有关。此外,在 LPS 刺激并与胆红素预孵育的小鼠巨噬细胞中,NOS2 蛋白表达和活性降低,其浓度与高胆红素血症动物血清中的浓度相似。这种作用继发于抑制 NAD(P)H 氧化酶,因为 1) 抑制 NAD(P)H 氧化酶减弱了 LPS 诱导的 NOS2,2) 胆红素在体内和体外降低了 NAD(P)H 氧化酶活性,以及 3) 通过添加 NAD(P)H 逆转了胆红素对 NOS2 的下调。结论:这些发现表明胆红素可以作为一种有效的试剂,通过涉及继发于抑制 NAD(P)H 氧化酶的 NOS2 诱导减少的机制来降低死亡率和抵消内毒素引起的低血压。
血红素加氧酶 (HO) 与胆绿素还原酶一起,将血红素降解为一氧化碳、亚铁和胆红素 (BR);后者是一种有效的抗氧化剂。诱导的亚型 HO-1 引起了强烈的研究兴趣,特别是因为它表现出缓解急性细胞应激的抗炎和抗凋亡作用。HO 介导所描述效应的机制尚不完全清楚。然而,血红素(一种强促氧化剂)的降解和 BR 的产生被认为起着关键作用。本研究的目的是确定 BR 对线粒体和内质网 (ER) 肝细胞重要功能的影响。方法和结果:BR 与蛋白质的亲和力是其精确定量的已知挑战。我们考虑了这种亲和力的两个主要后果,即 HO 活性测定中可能存在的分析错误,以及由于与蛋白质功能的直接相互作用而导致的 BR 生物学效应。为了克服分析偏倚,我们应用了多项式校正,解释了由于 BR 对蛋白质的吸附而导致的损失。为了确定 BR 的潜在细胞内靶标,我们使用了涉及肝细胞和分离线粒体的体外方法。在使用我们改进的提取后光谱测定验证肝细胞具有与肝组织相似水平的 HO 活性后,我们阐明了 HO 活性增加和形成的 BR 对线粒体功能和 ER 应激反应的影响。结论:我们的数据显示,BR 可能通过诱导 ER 应激来损害细胞代谢和增殖。ER 和线粒体对 BR 和 HO 活性水平升高的反应不同。线粒体对血红素敏感,但活性 HO 保护它们免受血红素诱导的毒性。BR 水平略高会诱导 ER 的应激反应,导致肝细胞的增殖和代谢活性降低。然而,BR 靶向的蛋白质仍然需要鉴定。
血红素加氧酶 (HO) 催化血红素转化为一氧化碳、铁和胆绿素,胆绿素立即还原为胆红素 (BR)。存在两种 HO 活性同工酶:HO1(一种可诱导的热休克蛋白)和 HO2(在神经元中是组成型且高度集中的)。方法和结果:我们证明了 HO2 形成的 BR 的神经保护作用。佛波酯、佛波醇 12-肉豆蔻酸酯 13-乙酸酯 (PMA) 通过刺激蛋白激酶 C 来防止海马和皮质神经元培养物中过氧化氢引起的神经毒性。 我们观察到 HO2 通过蛋白激酶 C 通路磷酸化,HO2 催化活性增强和 BR 在神经元培养物中的积累。结论:HO 抑制剂锡原卟啉 IX 和 HO2 基因缺失小鼠培养物可阻止 PMA 的神经保护作用。 此外,BR 是一种抗氧化剂,在纳摩尔浓度下具有神经保护作用。
胆红素是血红素加氧酶分解代谢的天然产物,在 1987 年其抗氧化潜力得到认可之前,它被认为是一种有毒废物。根据氧化应激是血管增殖反应的有效触发因素,血红素加氧酶-1 具有抗动脉粥样硬化作用,并且现在有几项研究表明血浆胆红素水平高正常或超正常水平的个体动脉粥样硬化相关疾病的发生率较低,我们假设胆红素对预防球囊损伤后内膜增生具有有益作用。方法和结果:我们发现,与对照组相比,高胆红素血症 Gunn 大鼠和用胆绿素(胆红素的前体)治疗的野生型大鼠中球囊损伤诱导的新内膜形成较少。在体外,胆红素和胆绿素通过抑制丝裂原活化蛋白激酶信号转导通路和抑制视网膜母细胞瘤肿瘤抑制蛋白的磷酸化,抑制 G1 期血清驱动的平滑肌周期进程。结论:胆红素和胆绿素可能是血管增生性疾病的潜在治疗方法。
635-65-4是胆红素的CAS号,以下是对胆红素的详细介绍:
中文名称:胆红素
英文名称:Bilirubin
CAS号:635-65-4
分子式:C33H36N4O6
分子量:584.66
外观:橙色结晶粉末
熔点:192°C(另有说法为92℃)
沸点:641.7°C(rough estimate)
密度:1.2163(rough estimate)
折射率:1.6000(estimate)
储存条件:-20°C
溶解性:不溶于水,难溶于醇、醚,易溶于苯、氯仿及二硫化碳等有机溶剂中,也可溶解在热的乙醇与氯仿的混合液中;钠盐易溶于水,但钙盐、镁盐和钡盐不溶于水。
稳定性:稳定的,干燥固体较稳定;氯仿溶液置暗处也较稳定。在碱液中(如0.1mmol/L氢氧化钠)或遇三价铁离子则不稳定,很快被氧化为胆绿素。
敏感性:对光敏感。
酸度系数:pKa为4.62±0.10(Predicted)
来源:胆红素主要来源于衰老的红细胞崩解后血红蛋白中的血红素经一系列分解代谢的还原产物。
制备方法:
钙盐沉淀法:取新鲜猪胆汁,在搅拌下加饱和石灰水上清液,调pH值并加热,冷却后过滤得钙盐。钙盐加水和抗氧化剂,调pH值后静置,过滤得沉淀物。沉淀物经多次乙醇处理和干燥后得胆红素成品。
离子交换树脂提取法:取新鲜牛胆汁,加氢氧化钠调pH值并煮沸,过滤得水解液。水解液通过树脂柱吸附,用稀盐酸亚硫酸氢钠溶液洗脱,再用乙醇洗脱得胆红素。
有机溶剂直接萃取法:取新鲜或冷冻猪胆汁,加氯仿和氢氧化钠溶液,加热并调pH值,再加热至沸腾后降温,加亚硫酸氢钠、盐酸等调pH值,分层后得胆红素氯仿溶液。氯仿溶液经回收氯仿、加乙醇处理等步骤后得胆红素成品。
用途:胆红素一般用于生化研究、分析化学和合成牛黄。也用作抗氧剂,保护膜磷脂免受过氧化氢自由基的氧化,即使在纳摩尔浓度也能保护神经元免受氧化损害。还用作人工牛黄胆红素的测定。
药理作用:
胆红素是一种血红素分解的主要组分,是胆汁的主要色素,具有抗氧剂以及有效的过氧化氢基清除剂的功能,保护细胞膜脂质免于这些活性基的氧化作用。
胆红素对W256瘤有较好的抑制作用。
胆红素对乙型脑炎病毒的灭活率、抑制指数比去氧胆酸和胆酸高1~1.5倍。
胆红素是一种有效的肝脏疾病的治疗药物,在不破坏肝组织的情况下,有增殖新细胞的作用,可治疗血清肝炎、肝硬变等病。
胆红素具有镇静、镇惊、解热、降压、促进红血球新生等作用。
综上所述,胆红素是一种具有多种药理作用和广泛用途的化合物。在制备过程中,需要注意其稳定性和敏感性,以确保产品的质量和安全性。
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刘盼盼