岛津技术助力活性硫化物代谢组学深度分析
近日，岛津公司科学家与日本东北大学研究团队合作，在《自然·通讯》（Nature Communications）发表了题为“Supersulphides provide airway protection in viral and chronic lung diseases”的研究论文，揭示了超硫化物在各种病毒或慢性损伤的气道中的保护作用，并证明了超硫化物在肺部疾病中的潜在作用。
文章中将超硫化物定义为氢过硫化物 (RSSH) 和具有硫链化的聚合硫物质（RSSnR，n > 1，R =氢或烷基，或环化多硫化物），近年来被认为是具有多种生理功能的内源性代谢物，在哺乳动物（包括人）的细胞和组织中广泛存在。它们的合成主要由线粒体半胱氨酰-tRNA合成酶 (CARS2)介导，该酶充当主要的半胱氨酸过硫化物合成酶 (CPERS)。
本研究确定了超硫化物在病毒性气道感染（流感和COVID-19）、老年肺部和慢性肺部疾病（包括慢性阻塞性肺病 (COPD)、特发性肺纤维化 (IPF)）中的保护功能。CARS2/CPERS产生的内源性超硫化物或外源性施用超硫化物供体谷胱甘肽三硫化物，可以减轻COPD、IPF 和衰老小鼠模型中氧化应激和炎症引起的肺损伤和随后的死亡。
最典型的超硫化物广泛分布于不同生物体中，包括各种反应性氢过硫化物，如过硫化半胱氨酸（CysSSH）、过硫化谷胱甘肽（GSSH）和氧化型谷胱甘肽三硫化物（GSSSG）；它们比其他简单的硫醇和二硫化物更具氧化还原活性。
WT 和 Cars2AINK/+小鼠体内超硫化物的含量
研究人员培育了ACE2（新冠病毒受体）和AINK（CPERS缺陷）双突变体Cars2AINK/+小鼠，并与同窝野生型（WT）ACE2转基因小鼠进行了比较分析。结果表明鼻内感染新冠病毒的致死效应，ACE2-AINK突变小鼠明显高于ACE2转基因小鼠。通过使用 HPE-IAM 标记的LC/MS/MS 分析，对两种小鼠体内CysSSH和其他相关超硫化物代谢物进行定量，显示Cars2AINK/+小鼠体内超硫化物的含量显著减少。综合数据表明超硫化物具有抗新冠病毒作用。
新冠病毒感染的ACE2-AINK突变小鼠超硫化物代谢组分析
在含硫代谢物中，还原性活性硫物种极不稳定，需要通过衍生化方法得到稳定的目标分析物。本研究中采用β-(4-羟基苯基)乙基碘乙酰胺（HPE-IAM）衍生化进行LC/MS/MS分析的方法，实现了对生物基质样本中活性硫化物的高灵敏度分析。
在此项研究的基础上，岛津开发了《LC/MS/MS活性硫分析方法包》。该方法包包括活性硫物种在内的17种含硫代谢物的LC/MS/MS分析方法，针对每种化合物分别优化了分离条件和质谱参数，并带有前处理流程示例，包括用于细胞和血浆等生物样品时的衍生化步骤。用户无需费时费力摸索开发样品前处理和分析条件，即时开展含硫代谢物的分析。
注：本产品仅用于研究，不能用于医疗诊断目的。
参考文献：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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