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一、衣康酸：从抗菌代谢物到免疫调节信号
衣康酸（itaconate）是哺乳动物巨噬细胞在炎症激活下产生的一种代谢产物。最早被认为是"细菌抑制剂"——它的化学结构与柠檬酸类似，能抑制细菌异柠檬酸裂解酶。
但 2018 年后的研究揭示：衣康酸不仅仅是代谢物，也是共价修饰分子——可以"反向"在宿主蛋白的半胱氨酸残基上发生共价修饰，目前统称为衣康酸化（Itaconation）。
二、衣康酸化的化学本质
化学反应：衣康酸是一个不饱和二羧酸，其 C3 位的双键 与半胱氨酸巯基发生迈克尔加成（Michael addition），形成稳定的硫醚键。该反应在生理 pH 下自发进行，但速率受衣康酸局部浓度和 Cys 周围 pKa 影响。
三、靶点 1：KEAP1 — NRF2 通路激活
最早被发现的衣康酸化靶点是 KEAP1（Kelch-like ECH-associated protein 1）。
- 2018 年 Mills et al. (Nature) 证明：衣康酸修饰 KEAP1 的 Cys151 / Cys288 / Cys613，导致 KEAP1 构象变化，NRF2 释放。
- 后果：抗氧化反应元件（ARE）激活，细胞抗氧化能力提升。
- 机制意义：衣康酸是"代谢产物 → 翻译后修饰"的直接通路，不依赖任何激酶。
四、靶点 2：STING — 干扰素通路的负调控
2024 年 Cell 上的关键工作证明：衣康酸直接修饰 STING 的 Cys148：
- 该修饰阻断 STING 与 TBK1 的结合；
- 后果：I 型干扰素响应被负调控，避免炎症过度激活；
- 机制意义：炎症代谢产物通过直接修饰免疫信号蛋白形成负反馈回路。
五、靶点 3：cGAS — DNA 传感的免疫缓冲
另一个重要靶点是 cGAS：
- 衣康酸修饰 cGAS 的 Cys386 / Cys392；
- 抑制其与 DNA 的结合能力；
- 后果：胞质 DNA 传感被抑制，避免过度的 cGAS-STING 通路激活。
六、实验设计要点
| 步骤 | 关键提示 | |
|---|---|---|
| 细胞处理 | 用 LPS 诱导 4-8 小时，IRG1 表达达峰 | 产生内源性衣康酸 |
| 样品制备 | 避免在空气中长时间暴露（衣康酸挥发损失） | 快速处理 + -80°C 冻存 |
| 富集策略 | anti-Itaconate 抗体（Chemilog 等）或化学衍生+IMAC | 特异性是关键瓶颈 |
| 检测模式 | 推荐 LC-MS/MS 中加入 特征碎片离子 m/z 113.02 作为辅助定性 | 可单独用 MRM 验证 |
| 验证 | 用合成衣康酸肽段 + 平行反应监测（PRM） | 详见 PRM vs MRM 文章 |
参考文献
- Mills et al., Nature 2018, 556: 113-117. KEAP1 衣康酸化。
- Qin et al., Cell Metab 2019. 巨噬细胞代谢重编程。
- Li et al., Cell 2024. STING 衣康酸化。
- Yang et al., Nat Chem Biol 2023. cGAS 衣康酸化。
- （其余 11 篇方法学论文）