急性胰腺炎（AP）是胰腺自身消化的一种炎症性疾病，由无活性的胰腺酶原在胰腺腺泡细胞（PACs）内过早活化，消化胰腺及其周围环境而引起，主要病因是过量饮酒、高脂饮食及和胆结石。此外，天冬酰胺酶用作儿童急性淋巴细胞白血病的治疗时也会因其诱发AP。
有研究证明天冬酰胺酶、胆汁酸和酒精代谢物引起AP是由于ATP生成失调和Ca2+稳态的破坏。文章作者证明了用半乳糖代替葡萄糖可以预防或显着减少ATP的损失和腺泡细胞的坏死，并且发现丙酮酸也具有类似的保护作用。
文章思路：
1.作者首先证明了天冬酰胺酶，酒精代谢物（POA和POAEE）和BA（胆汁酸）均会诱导大量ATP损失和细胞坏死。2.接着证明丙酮酸和半乳糖可以通过减少以上因素诱导的ATP的损失和Ca2+超载，进而减少PACs损伤。3.接着又证明了在体外这些诱发因素抑制HK（己糖激酶）活性，使ATP产生减少，进而使细胞内Ca2+超载，导致PACs损伤。4.最后，作者证明在两种AP小鼠模型体内，通过添加半乳糖保护AP小鼠的胰腺损伤。
结果
Figure1天冬酰胺酶，POA、POAEE和BA均诱导大量ATP损失和细胞坏死。
使用镁绿（MgGreen）荧光测量来评估ATP浓度的细胞内变化，点表示每个细胞中的ATP损失（％）。可以看出去除葡萄糖不会显着增加由POA或ASNase诱导的ATP消耗，而是部分增加BA诱导的ATP消耗（图1A）。
将无葡萄糖培养基对坏死的作用与天冬酰胺酶，POAEE，POA或BA诱导的作用进行比较（图1B）。PI染色坏死细胞，点代表每个n个细胞样本中的坏死百分比。发现去除葡萄糖不会显着增加由POA或ASNase诱导的细胞坏死，而是部分增加BA诱导的细胞坏死，排除了葡萄糖对ATP损失和细胞坏死的影响。
Figure2.丙酮酸和半乳糖为PACs中的酒精和胆汁诱导的ATP损失和坏死提供了实质性保护。
半乳糖非常显着地降低了由醇代谢物POAEE引起的ATP损失（图2A和B）。
半乳糖基本上防止了POAEE诱导的细胞坏死（图2C）。
半乳糖非常显着地降低了由醇代谢物POA引起的ATP损失（图2D和E）。
丙酮酸具有非常相似的作用，和半乳糖均能显着降低POA引起的细胞坏死（图2F）。
证明过半乳糖对POA和POAEEATP损失的影响后，验证了丙酮酸显着降低BA引起的ATP损失（图2G和H）。
丙酮酸和半乳糖几乎完全消除BA诱导的坏死（图2I）。
Figure2综合表明丙酮酸和半乳糖减少PACs中的酒精和胆汁诱导的ATP损失和细胞坏死。接下来作者通过Figure3验证了丙酮酸和半乳糖可减少天冬酰胺酶诱导的坏死。
Figure3.丙酮酸和半乳糖显着降低天冬酰胺酶诱导的坏死水平。
在PACs中，与单独的天冬酰胺酶相比，1mM丙酮酸或1mM半乳糖诱导的细胞坏死水平减少。（图3B）
与对照水平相比，用丙酮酸（10mM）或10mM半乳糖完全替换细胞外葡萄糖（10mM））显着降低天冬酰胺酶诱导的坏死水平。（图3C）
来自B和C中所示实验的细胞的代表性图像。发现丙酮酸和半乳糖均为1mM（图3，A和B）或10mM（图3C），对PAC中的天冬酰胺酶诱导的坏死具有相似的保护作用。这些数据表明葡萄糖代谢受到天冬酰胺酶的严重影响，但能量供应可以通过半乳糖或丙酮酸加入糖酵解循环来补充。
天冬酰胺酶、胆汁酸和酒精代谢物引起AP是由于ATP生成失调和Ca2+稳态的破坏。没有和有半乳糖时对以上因素诱发AP时ATP生成和Ca2+稳态的对比机制图。
Figure4天冬酰胺酶诱导的Ca2+超载和ATP损失通过半乳糖或丙酮酸，而不是通过葡萄糖显着降低。
图4A和B证明的是1mM丙酮酸和半乳糖对Ca2+超载的影响。可以看出丙酮酸和半乳糖非常显着地降低了天冬酰胺酶引发的Ca2+水平的增加。
图4C和D证明的是10mM丙酮酸和半乳糖对天冬酰胺酶诱导的ATP损失的影响。发现10mM丙酮酸或半乳糖显着降低由天冬酰胺酶诱导的ATP损失。但是没有对降低Ca2+水平的增加显著，说明在丙酮酸或半乳糖存在下，ATP供应似乎有可能增强，这可能是抑制Ca2+超载的机制。
图4E是类似C中的实验的定量分析，但是是看的1mM的丙酮酸和半乳糖对ATP的影响。
图4F-H比较了葡萄糖和丙酮酸的存在和不存在的结果。发现有或者没有葡萄糖并不影响天冬酰胺酶诱导的Ca2+超载和ATP损失。
天冬酰胺酶引起的Ca2+持续升高依赖于Ca2+进入的增加，如果有足够的ATP供应，可以通过活性Ca2+挤出速率的增加来补偿。在丙酮酸或半乳糖存在下，ATP供应似乎有可能增强，这可能是抑制毒Ca2+增加的机制。因此，我们通过评估细胞内ATP浓度的变化（图4C和D）以及NADH和黄素腺嘌呤二核苷酸（FAD）的变化来测试这一假设（补充图1A和B）。
补充图1天冬酰胺酶也影响线粒体电位（补充图2A-F）和线粒体Ca2+水平（补充图3A-F），但丙酮酸和半乳糖将这些参数恢复到接近对照水平。补充图2.天冬酰胺酶诱导的线粒体去极化由丙酮酸或半乳糖挽救。
补充图3.天冬酰胺酶诱导的线粒体钙超载由丙酮酸或半乳糖挽救。
补充图3
Figure5.丙酮酸和半乳糖增加细胞内ATP水平并保护细胞免受2-DG诱导的ATP消耗。
2-DG：葡萄糖类似物2-脱氧-D-葡萄糖
图5A和B证明了半乳糖和丙酮酸都提供了额外的ATP来源并增加细胞内ATP水平。因为丙酮酸和半乳糖组比对照组值还要低。
图5C证明了丙酮酸显着减少2-DG诱导的ATP消耗。
图5DPACs与2-DG或天冬酰胺酶孵育2小时诱导的坏死细胞死亡水平与对照组的比较。发现2-DG诱导坏死水平升高，丙酮酸和半乳糖可以降低坏死程度。
图5E和F发现丙酮酸显着降低2-DG诱导的持续Ca2+升高。
2-DG通过其在HK上的间接作用抑制糖酵解，诱导大量ATP损失（图5C），坏死（图5D）和[Ca2+]升高（图5，E和F）。这些作用与天冬酰胺酶诱导的作用非常相似（图4A-D;图3B和图5D）。葡萄糖和半乳糖转运抑制剂根皮素完全阻断了半乳糖的保护作用（补充图1C），表明只有HK抑制可以解释在AP中观察到的ATP消耗。
补充图1C
Figure6通过POA和BA在体外显着抑制HK活性。（进而抑制糖酵解途径，抑制ATP的产生）。在体外胰腺中存在3种主要人类HK的活性。
POA显着降低HK1的活性并部分降低HK2活性。0.05％BA没有显着变化（图6A和B）。
尽管POA对葡萄糖激酶（HK4）没有影响，但BA显着降低HK4活性（图6C），但对HK1和HK2没有影响（图6A-C）。
图6DPACs中HK1，HK2和HK4的表达水平的Western印迹显示HK1，HK2和HK4均存在于小鼠PACs中。
得出结论：病理性HK抑制，特别是POA的HK1和BA的HK4抑制，在ATP消耗中发挥关键作用，这是AP的一个重要特征。
补充图1体外实验（图6）表明POA和BA分别直接影响HK1和HK4活性，对HKs的直接抑制减少但不消除ATP产生（补充图6A-C）。
Figure7半乳糖在体内防止酒精诱导的AP。
（A）半乳糖显着改善了FAEE-AP的病理评分。
图7A-E，半乳糖显着改善组织学评分（图7E）并降低水肿程度（图7B），炎症（图7C）和坏死（图7D）。
半乳糖还显着降低了酒精诱导的淀粉酶活性增加（补充图4A），IL-6，（补充图4B）和细胞内胰蛋白酶（补充图5A-H）。
补充图4
控制葡萄糖摄取不影响淀粉酶活性，但能够部分恢复IL-6水平。
补充图5A-F.ASNase、POA、BA诱发的胰蛋白酶活性被半乳糖显著降低。G.PACs中非刺激对照的BZIPAR荧光。H.PACs中10mM半乳糖处理的BZIPAR荧光。G和H几乎无差异表明半乳糖本身对胰蛋白酶活性没有影响。
在AP中看到的体重减轻部分地被半乳糖而不是葡萄糖阻止（补充图4C和D）。E.酒精诱导的AP模型饮酒消耗减少。半乳糖喂养没有显着改变饮用量减少。总体而言，半乳糖对实验性酒精相关AP具有显着的保护作用。
FAEE-AP模型：小鼠接受2次i.p.注射乙醇（1.35g/kg）和POA（mg/kg）以1小时间隔，给处理组动物喂食半乳糖（mg/kg/天），最后一次注射后24小时处死动物。
Figure8AAP在体内被半乳糖显着降低。
半乳糖喂养（GalF），半乳糖喂养和半乳糖注射组合（GalFI）。发现半乳糖显着降低了组织学评分，在两种方案中，喂养以及注射和喂养的组合中具有相似的功效。
（图8B-E）可以看出天冬酰胺酶注射导致组织学评分显着增加，水肿，炎症和坏死程度高，与其他AP模型报道相似。半乳糖显着降低了水肿，炎症和坏死的程度，在两种方案中，喂养以及注射和喂养的组合中具有相似的功效。
AAP模型：C57BL6/J小鼠接受4天i.p.（间隔24小时）加入有天冬酰胺酶的PBS，以20IU/g。对照小鼠接受仅PBS的腹膜内注射。治疗组定义如下：（a）半乳糖喂养（在第一次i.p.天冬酰胺酶前24小时及注射期间的所有后几天在饮水中加入mM半乳糖），在注射天冬氨酸酶（20IU/g）后或（b）半乳糖喂养（在饮用水中加入mM半乳糖）与i.p.半乳糖（mg/kg/d）和天冬酰胺酶（20IU/g）。首次注射后96小时处死小鼠，提取胰腺用于组织学或分离PACs。
添加半乳糖后，AP典型的体重减轻也部分减轻。补充图4D
结论
1.半乳糖将是目前天冬酰胺酶治疗方案的有效补充治疗。2.半乳糖可能成为AAP的有效补充治疗方法。3.对于AP早期阶段的患者，需要在肠内管饲中使用半乳糖代替葡萄糖进行临床试验。
参考文献
PengShuang,GerasimenkoJuliaV,TsugorkaTetyanaMetal.Galactoseprotectsagainstcelldamageinmousemodelsofacutepancreatitis.[J].J.Clin.Invest.,,:-.
各位读者：科研小助手官方添加治疗白癜风中药配方安徽治疗白癜风的医院