甜菜堿是線粒體呼吸的正調(diào)節(jié)因子。

甜菜堿可保護(hù)細(xì)胞免受環(huán)境壓力，并在多種生化途徑中充當(dāng)甲基供體。它降低心血管疾病風(fēng)險(xiǎn)并保護(hù)肝細(xì)胞免受酒精性肝損傷和非酒精性脂肪性肝炎。它的預(yù)處理可以挽救暴露于魚藤酮、氯仿和 LiCl 等毒素的細(xì)胞。此外，有人提出甜菜堿可以在體內(nèi)和體外抑制癌細(xì)胞生長。線粒體電子傳遞鏈 （ETC） 復(fù)合物產(chǎn)生線粒體膜電位，這對(duì)于產(chǎn)生細(xì)胞能量 ATP 至關(guān)重要。在許多人類病理狀況中發(fā)現(xiàn)線粒體呼吸和能量狀態(tài)降低，包括衰老、癌癥和神經(jīng)退行性疾病。
方法和結(jié)果：
在這項(xiàng)研究中，我們調(diào)查了甜菜堿是否直接靶向線粒體。我們表明甜菜堿處理導(dǎo)致 H2.35 細(xì)胞中線粒體呼吸和細(xì)胞色素 c 氧化酶活性的上調(diào)，這是 ETC 在體內(nèi)提出的限速酶。治療后，線粒體膜電位增加，細(xì)胞能量水平升高。
結(jié)論：
我們提出甜菜堿對(duì)癌細(xì)胞的抗增殖作用可能是由于線粒體功能增強(qiáng)導(dǎo)致 Warburg 效應(yīng)的逆轉(zhuǎn)。

甜菜堿對(duì) AOM/DSS 誘導(dǎo)的 ICR 雄性小鼠結(jié)腸腫瘤發(fā)生的抗炎作用。

甜菜堿是一種從各種食物中獲得的重要人類營養(yǎng)素，對(duì)動(dòng)物和人類的研究提供了結(jié)果表明它們的各種慢性疾病的發(fā)病機(jī)制，并指出了在風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和疾病預(yù)防中的作用。然而，其活性的分子機(jī)制仍然知之甚少，值得進(jìn)一步研究。
方法和結(jié)果：
本研究旨在探討甜菜堿對(duì)小鼠結(jié)腸炎相關(guān)癌癥的抗炎和預(yù)防腫瘤能力。在體內(nèi)實(shí)驗(yàn)中，我們通過嘧氧基甲烷 （AOM） 和葡聚糖硫酸鈉 （DSS） 誘導(dǎo)小鼠結(jié)腸腫瘤，并評(píng)估甜菜堿對(duì)腫瘤生長的影響。甜菜堿給藥可顯著降低腫瘤形成的發(fā)生率，同時(shí)炎癥下調(diào)。甜菜堿治療抑制結(jié)腸粘膜中 ROS 的生成和 GSSG 濃度。根據(jù) qPCR 數(shù)據(jù)，甜菜堿的給藥抑制了 TNF-α、IL-6、iNOS 和 COX-2 等炎性細(xì)胞因子。在體外實(shí)驗(yàn)中，甜菜堿處理在 RAW 264.7 小鼠巨噬細(xì)胞中抑制 LPS 誘導(dǎo)的 NF-κB 和炎癥相關(guān)細(xì)胞因子。
結(jié)論：
我們的研究結(jié)果表明，甜菜堿是預(yù)防炎癥相關(guān)結(jié)腸癌變的候選藥物之一。

在酒精性肝病小鼠模型中，糾正受損的脂肪組織甲基化狀態(tài)和脂解反應(yīng)有助于甜菜堿的保肝作用。

脂肪組織中過度活躍的脂肪分解導(dǎo)致酒精性肝病 （ALD） 的發(fā)病機(jī)制;然而，所涉及的機(jī)制尚未闡明。我們之前報(bào)道過，長期飲酒會(huì)在脂肪組織中產(chǎn)生低甲基化狀態(tài)。在這項(xiàng)研究中，我們調(diào)查了脂肪組織中低甲基化在酒精誘導(dǎo)的脂肪分解中的作用，以及其校正是否有助于甜菜堿在 ALD 中公認(rèn)的保肝作用。
方法和結(jié)果：
將雄性 C57BL/6 小鼠分為 4 組，開始 4 種治療中的一種，持續(xù) 5 周： 等熱量配對(duì)喂養(yǎng) （PF） 、酒精喂養(yǎng) （AF）、PF 補(bǔ)充甜菜堿 （BT/AF） 和 AF 補(bǔ)充甜菜堿 （BT/AF）。甜菜堿，0.5% （w v（-1） ），添加到流質(zhì)飲食中。原代脂肪細(xì)胞和成熟的 3T3-L1 脂肪細(xì)胞均暴露于去甲基化試劑中，并測(cè)定其脂肪分解反應(yīng)。甜菜堿減輕了酒精誘導(dǎo)的肝臟病理變化，并糾正了脂肪組織中甲基化受損的狀態(tài)，同時(shí)減弱了脂肪分解。在脂肪細(xì)胞中，誘導(dǎo)低甲基化通過涉及抑制蛋白磷酸酶 2A （PP2A） 的機(jī)制激活脂解，因?yàn)槠浯呋瘉喕牡图谆?，?dǎo)致激素敏感脂肪酶 （HSL） 的激活增加。與體外觀察一致，在酒精喂養(yǎng)小鼠的脂肪組織中觀察到 PP2A 催化亞基甲基化和活性降低，HSL 活化增強(qiáng)。甜菜堿減弱了這種酒精誘導(dǎo)的 PP2A 抑制和 HSL 激活。
結(jié)論：
在脂肪組織中，低甲基化狀態(tài)導(dǎo)致其酒精誘導(dǎo)功能障礙，其功能的改善可能有助于甜菜堿在 ALD 中的保肝作用。

磺基甜菜堿（二甲基磺酰丙酸酯）和甘氨酸甜菜堿在小鼠關(guān)鍵的 Ehrlich 腹水癌中顯示出不相容的參與。

方法和結(jié)果：
在小鼠關(guān)鍵的埃利希腹水癌 （EAC） 中使用甲基化劑磺基甜菜堿 [二甲基磺酰丙酸酯 （DMSP）] 和甘氨酸甜菜堿 （GB） 檢查甲基化反應(yīng)在癌癥中的作用長達(dá) 10 天。 在攜帶 EAC 的小鼠中施用 DMSP 減輕了 EAC，而 GB 施用明顯促進(jìn)了 EAC。然而，免疫細(xì)胞譜在接受 DMSP 的動(dòng)物和接受 GB 的動(dòng)物之間沒有太大差異。此外，DMSP 和 GB 在體外對(duì) EAC 細(xì)胞的增殖僅有任何影響。有趣的是，將 DMSP 注射到正常小鼠體內(nèi)導(dǎo)致巨噬細(xì)胞在早期飼養(yǎng)時(shí)以劑量依賴性方式在腹膜腔中積累。
結(jié)論：
這些結(jié)果表明，GB 通過癌癥啟動(dòng)子基因的甲基化促進(jìn) EAC，而 DMSP 通過活化的巨噬細(xì)胞的積累改善 EAC，在癌癥進(jìn)展過程中反應(yīng)迅速，壽命長。

甜菜堿可降低酒精喂養(yǎng)小鼠的高同型半胱氨酸血癥、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激和肝損傷。

酒精誘導(dǎo)的高同型半胱氨酸血癥已在大鼠和人類中報(bào)道。高同型半胱氨酸血癥與內(nèi)質(zhì)網(wǎng) （ER） 應(yīng)激有關(guān)，導(dǎo)致 ER 依賴性細(xì)胞凋亡激活或脂質(zhì)合成上調(diào)。在胃內(nèi)酒精喂養(yǎng)小鼠的模型中研究了酒精性肝損傷的這種新型 ER 應(yīng)激機(jī)制。
方法和結(jié)果：
在 6 周內(nèi)使用 cDNA 微陣列、 RT-PCR 和 Western 印跡分析酒精對(duì)基因表達(dá)的影響。通過組織學(xué)染色和 TUNEL 檢查肝損傷。 我們觀察到脂肪肝、肝壞死炎癥和細(xì)胞凋亡增加以及高同型半胱氨酸血癥。在 1176 個(gè)毒理學(xué)相關(guān)基因中，葡萄糖調(diào)節(jié)蛋白 （GRP-78 和 -94） 、生長停滯/DNA 損傷誘導(dǎo)蛋白 153 （CHOP/GADD153） 和指示 ER 應(yīng)激反應(yīng)的 caspase-12 是酒精反應(yīng)基因。甾醇調(diào)節(jié)元件結(jié)合蛋白 （SREBP-1） 和 HMG-CoA 還原酶也隨著酒精給藥而增強(qiáng)。RT-PCR 和選擇性 Western blots 證實(shí)了酒精誘導(dǎo)的 ER 應(yīng)激相關(guān)細(xì)胞凋亡和脂質(zhì)合成基因的表達(dá)。在酒精飲食中添加 0.5% 和最大 1.5% 甜菜堿可使血漿同型半胱氨酸水平升高降低 54% 和 80% 以上，同時(shí)伴有肝脂質(zhì)和 ER 應(yīng)激反應(yīng)降低。甜菜堿沒有減弱乙醇誘導(dǎo)的腫瘤壞死因子 α 或 CD14 mRNA 的增加。
結(jié)論：
結(jié)果強(qiáng)烈表明，酒精可能通過同型半胱氨酸誘導(dǎo)的慢性酒精性小鼠肝臟 ER 應(yīng)激調(diào)節(jié)凋亡和脂肪合成基因的表達(dá)，通過甜菜堿或其他方法糾正高同型半胱氨酸血癥可能有助于預(yù)防酒精性肝病。

甜菜堿對(duì)脂多糖誘導(dǎo)的小鼠記憶障礙和 GABA 轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白 2 參與的影響 

動(dòng)物模型：雄性 ddY 品系小鼠
配方：0.9% 鹽水
劑量：0.081、0.163 或 0.326 mmol/kg
給藥：皮下注射