Cyclocreatine   中文名称: 环肌酸

Creatine analog

环肌酸抑制前列腺癌细胞的肌酸代谢和增殖[3]
环肌酸是一种肌酸类似物，已被证明在功能上阻断了磷系统。虽然细胞摄取环肌酸被报道是由SLC6A8介导的，但环肌酸是否通过抑制肌酸合成和/或摄取来发挥作用仍有待研究。我们测试了环肌酸（不同浓度至1%）对SPRY2表达不同的小鼠和人前列腺癌细胞体外增殖能力的影响。环肌酸（1%）损害了人和小鼠前列腺癌细胞的体外增殖（图3A和B）。观察到环肌酸治疗的剂量依赖性反应，在低至0.125%的剂量下检测到生长抑制（补充图S3A-S3F）。此外，环肌酸处理显著损害了PC3细胞的集落形成能力（图3C），同时降低了细胞肌酸和磷酸肌酸水平（图3D和E），而ATP水平保持不变（图3F）。综上所述，这些数据表明环肌酸可能有潜力作为前列腺癌的治疗剂。 为了直接研究环肌酸如何影响肌酸的摄取和代谢，我们使用13c -肌酸（0.1 mmol/L），在存在/不存在环肌酸（0.1 mmol/L至50 mmol/L， 50 mmol/L为0.7%环肌酸）的情况下进行了稳定同位素示踪。环肌酸被PC3 CL1细胞有效内化（图4A）。我们观察到13c -肌酸摄取的剂量依赖性抑制（图4B），以及相关代谢物13c -肌酐和13c -磷酸肌酸的产生（图4C和D）。总的来说，我们的数据表明，当外源性可用于这些细胞时，细胞内肌酸的主要来源是通过摄取，这一过程被环肌酸破坏。

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环肌酸抑制磷酸系统[4]
环肌酸是一种肌酸类似物，通过取代肌酸阻断磷酸系统。我们使用环肌酸治疗（1%）来研究肌酸代谢的功能影响。环肌酸抑制体外肌酸激酶活性（图3A），并损害人和小鼠前列腺癌细胞的体外增殖（图3D-E）。此外，环肌酸处理显著损害了PC3细胞的集落形成能力（图3F），同时降低了细胞肌酸和磷酸肌酸水平（图3G-H），而ATP水平没有改变（图3I）。综上所述，这些数据表明环肌酸能有效地抑制磷系统的活性。

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肌酸代谢调节细胞s -腺苷型蛋氨酸（SAM）水平[4]
与SPRY2缺陷细胞中肌酸摄取增强的观察结果一致，在肌酸熟练血清补充培养条件下，环肌酸显著降低了肌酸摄取（图4A）。此外，在无血清培养条件下，我们观察到SPRY2缺失的PC3细胞中肌酸合成增强（图4A），同时磷酸肌酸水平显著升高（图4B）。无论SPRY2状态如何，环肌酸治疗显著降低了细胞中肌酸和磷酸肌酸的水平（图4A-B），同时抑制了肌酸的摄取和生物合成。总的来说，环肌酸治疗阻断了肌酸的摄取、肌酸的生物合成和磷酸肌酸的形成。
s -腺苷型蛋氨酸（SAM）是从头合成肌酸所必需的。在细胞肌酸合成增强的情况下，细胞SAM稳态水平可能降低。我们进行了有针对性的代谢组学分析，研究在接受和不接受环肌酸治疗的情况下SPRY2缺乏症的代谢变化。在缺乏外源性肌酸的情况下，SPRY2缺陷细胞（肌酸生物合成增强）表现出显著降低的SAM水平（图4C左侧），这与SAM在肌酸生物合成中的利用率增加一致。因此，我们推断肌酸生物合成的阻断可能反过来导致SAM积累。确实，无论SPRY2状态和培养条件如何，环肌酸处理显著增加了PC3细胞中SAM的细胞水平（图4C右侧，4D）。与之前的报道一致（Schmidt et al, 2016）， SAM处理降低了独立于SPRY2状态的PC3细胞的生长（图4E）。因此，除了肌酸水平降低的直接作用外，环肌酸诱导的作用可能部分来自SAM的积累（由于肌酸生物合成的阻断）。

环肌酸（CCr）与CCrP在缺血前处理可维持缺血心肌中ATP高水平，减少心肌细胞损伤，发挥抗炎和抗凋亡作用，并在急性心肌梗死（AMI）、全心停搏、体外循环和心脏移植的动物模型中恢复再灌注期间的收缩功能。[1]

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环肌酸可挽救小胶质细胞增生和聚集，并缓解神经突营养不良[2]
鉴于环肌酸在体外能挽救Trem2−/−骨髓源性巨噬细胞（BMDMs）的代谢和存活并抑制自噬，且先前研究表明环肌酸可被动跨膜转运并在小鼠脑内积累作为磷酸原发挥作用（Kurosawa等，2012），我们探究了饮食补充环肌酸能否在Trem2−/− 5XFAD小鼠体内挽救小胶质细胞功能并抑制自噬。从10周龄至8月龄，在5XFAD和Trem2−/− 5XFAD小鼠的饮用水中添加环肌酸。电镜观察显示，与未处理组相比，环肌酸处理的Trem2−/− 5XFAD小鼠小胶质细胞中多泡/多层结构显著减少（图6A、B）。共聚焦显微镜证实，环肌酸治疗改善了Trem2−/− 5XFAD小鼠的多个自噬和存活参数，如LC3斑点数/高倍视野（HPF）（图6C、D）、LC3+小胶质细胞百分比（图S5A）和cleaved caspase-3+小胶质细胞百分比（图6E），尽管其他参数未达统计学显著性（图S5B-D）。此外，与未处理的Trem2−/− 5XFAD小鼠相比，环肌酸处理的Trem2−/− 5XFAD小鼠皮质斑块区域的小胶质细胞聚集（图6C、F）和小胶质细胞数/HPF（图S5E）均显著增加。这些结果表明，饮食补充环肌酸足以部分挽救Trem2−/− 5XFAD小鼠的小胶质细胞增生缺陷和斑块周围小胶质细胞聚集，同时减轻自噬和小胶质细胞死亡。
为评估环肌酸对小胶质细胞活化的影响（Trem2−/− 5XFAD小鼠中该功能亦受损），我们量化了表达活化标志物骨桥蛋白（Spp1）的小胶质细胞百分比。Spp1在脑内Aβ沉积背景下上调于小胶质细胞（Orre等，2014；Wang等，2015）。未处理的Trem2−/− 5XFAD小鼠中Spp1+小胶质细胞极少，而环肌酸处理组与TREM2完整的5XFAD小鼠相似，Spp1+小胶质细胞显著增多（图7A、B）。离体小胶质细胞的生化分析进一步显示，环肌酸处理恢复了Trem2−/− 5XFAD小鼠的小胶质细胞mTOR信号并抑制自噬（图7C、D）。
由于TREM2在体内的主要功能是促使小胶质细胞形成斑块周围屏障以阻止Aβ纤维扩散并缓解邻近神经突营养不良（Wang等，2016；Yuan等，2016），我们探究环肌酸处理是否影响Trem2−/− 5XFAD小鼠的斑块形态和/或神经突营养不良。甲氧基-X04染色显示，未处理组斑块密度低于5XFAD小鼠，而环肌酸处理组斑块密度与5XFAD小鼠相当（图7E），但斑块形状复杂度无显著变化（图S5F）。尽管降低了斑块密度，环肌酸未显著改变斑块积累或小胶质细胞对斑块颗粒的吞噬（图S5G-I）。利用斑块周围APP沉积评估神经突营养不良（Masliah等，1996），发现环肌酸处理显著降低Trem2−/− 5XFAD小鼠的斑块相关神经突营养不良至5XFAD小鼠水平（图7F、G）。综上，环肌酸改善了TREM2缺陷5XFAD小鼠的小胶质细胞代谢及对Aβ斑块的保护性反应。

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环肌酸对前列腺癌发生和转移潜能的影响[3]
为探究环肌酸的抑瘤作用，我们用1%环肌酸处理携带前列腺肿瘤的Ptenpc−/−Spry2pc−/−小鼠1个月。治疗耐受性良好，小鼠体重及主要器官（心、肾、肝、脾）组织学检查未发现环肌酸相关病理改变（附表S3；附图S4A）。Ki67染色显示环肌酸显著降低肿瘤细胞增殖（图5A、B），但肿瘤重量减少趋势未达统计学显著性（图5C）。对对照组和环肌酸处理组动物的肿瘤组织和全血代谢分析显示，血液（图5D）和肿瘤组织（图5E）中均检测到环肌酸。进一步数据分析表明环肌酸改变了肌酸代谢：肌酸（图5F）和磷酸肌酸（图5G）稳态水平无变化，但其分解产物肌酐的瘤内水平显著降低（图5H）。此外，环肌酸增加肿瘤内精氨酸水平并降低胍基乙酸水平（图5I、J），提示其可能抑制肌酸从头合成。尽管未在体外培养的人前列腺癌细胞中证实肌酸从头合成（图2C），这些现象可能反映肿瘤微环境中某些细胞群体的合成活性。血液中未观察到精氨酸或胍基乙酸水平变化（附图S4B、S4C），但不能排除环肌酸对瘤内代谢物的系统性影响。
无论肿瘤基因型如何，癌症转移过程对能量和生物量需求极高。我们在肝转移模型（晚期难治性前列腺癌患者常见）中测试环肌酸效果：脾内注射PC3M细胞后，用1%环肌酸处理1个月。环肌酸显著降低肝转移负荷（图5K、L）。
本研究揭示了肌酸在前列腺癌中的重要性，并阐明了环肌酸通过抑制肌酸摄取调控代谢的新机制。

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肌酸转运蛋白缺陷症（CTD）是一种表现为智力障碍、行为异常和癫痫的先天性代谢病，目前尚无治愈方法。本研究采用新型脑功能监测生物标志物及成熟的CTD小鼠行为学指标，在临床前水平纵向评估环肌酸（cCr）疗效。结果表明，cCr治疗能部分纠正血流动力学反应和脑电图异常，改善认知缺陷，逆转自闭样行为并预防癫痫发作。该研究为环肌酸或其他化学修饰的亲脂性肌酸类似物的潜在治疗价值提供了支持性数据。[5]

代谢测定[2]
为了实时分析细胞外酸化率（ECAR），使用XF96细胞外通量分析仪分析巨噬细胞。细胞在指定浓度的LCCM（含或不含Cyclocreatine(10 mM)）中完全RPMI孵育过夜。在基础条件下，按顺序添加1 μM寡霉素和1.5 μM氟羰基氰化苯腙（FCCP）进行测量。

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13c1 -肌酸示踪[3]
PC3 CL1细胞接种于6孔板(7.5×104 cells/well；在RPMI中添加10%胎牛血清和2 mmol/L谷氨酰胺（第0天）。48小时后（第2天），将培养液改为RPMI，添加10%透析后的牛血清和2 mmol/L谷氨酰胺。在第3天，培养基改为7 mL RPMI（10%透析FBS， 2 mmol/L谷氨酰胺），存在/不存在13c -肌酸（0.1 mmol/L），以及不同浓度的Cyclocreatine（0、0.1、1、10和50 mmol/L）。24小时后，按上述方法提取代谢物。

Trem2−/− 和 Trem2−/− 5XFAD 小鼠的构建方法已在之前的研究中描述过（Oakley 等，2006；Turnbull 等，2006；Wang 等，2015）。所有小鼠均为 C57BL/6 背景。所有实验均使用年龄和性别匹配的小鼠；实验小鼠从出生起就共同饲养，以控制肠道菌群的影响。体内环肌酸处理实验中，将 10 周龄小鼠置于含环肌酸的饮用水中，持续处理至小鼠 8 月龄。环肌酸的推荐摄入量约为 0.28 mg/g 体重/天，这与人类常用的标准肌酸剂量 285 mg/kg 体重/天大致相同（Kurosawa 等，2012）。环肌酸以 2.33 mg/ml 的最终浓度加入饮用水中。[2]

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\n\n\n为了研究肌酸对体内前列腺肿瘤的影响，通过灌胃给予肌酸（每日 40 mg），灌胃液为 1% 肌酸溶液，持续 2 个月。同样，将 1% 的环肌酸（w/v；2-亚氨基-1-咪唑烷乙酸）加入饮用水中，自由饮用，持续 1 个月。\n\n使用 CD-1 裸鼠（6-8 周龄；雄性）研究脾脏注射 PC3M 细胞（每只实验小鼠脾脏注射 500 万个细胞）后肝脏转移性肿瘤细胞的生长情况。在肿瘤细胞移植后一周，开始在饮用水中添加1%的环肌酸（w/v；2-亚氨基-1-咪唑烷乙酸；Sigma #377627），供动物自由饮用，持续1个月。实验的设计和实施遵循PREPARE指南。通过尸检检查可见的肿瘤病灶来评估肝脏肿瘤负荷，并根据受累肝叶的数量计算受累百分比。然后通过苏木精-伊红染色进行组织学确认每个肝叶是否存在转移。[3]为了研究肌酸补充剂对GEMM前列腺肿瘤生长的影响，通过灌胃给予动物1%的肌酸溶液（每日40 mg），持续两个月。同样，在饮用水中添加1%（w/v）环肌酸（2-亚氨基-1-咪唑烷乙酸）（Sigma #377627），供小鼠自由饮用一个月。\n\n使用6-8周龄的CD-1裸鼠雄性小鼠，研究脾脏注射PC3M细胞（每只实验小鼠脾脏注射500万个细胞）后肝转移的程度。在肿瘤细胞植入一周后，开始在饮用水中添加1%（w/v）环肌酸（2-亚氨基-1-咪唑烷乙酸），供小鼠自由饮用一个月。实验的设计和实施遵循ARRIVE指南。肝脏转移负荷通过组织学方法获得，如前所述（Patel等人，2018）。 [4]

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\n\n卫星药代动力学和组织学研究[4]
\n卫星小鼠的给药方式与疗效研究动物相同，用于脑药代动力学 (PK) 和组织学评估。CrT−/y 小鼠分为两组：未给药组 (CrT−/y) 和每日分别给予 1% 低脂巧克力牛奶（赋形剂，V-CrT−/y）或 140 mg/kg cCr（H-CrT−/y）。21 只小鼠中，每组 7 只分别在每个时间点（PND44、PND114 或 PND184）处死。末次给药 24 小时后，用冷生理盐水进行全身灌注，然后取出小鼠脑组织。立即将一侧脑半球速冻用于 PK 研究，另一侧脑半球固定于 10% 中性缓冲福尔马林溶液中用于组织学分析。对于药代动力学 (PK)，我们开发了用于测定 cCr（定量限为 0.35 nmol/g 脑组织）和磷酸化 cCr（定量限为 0.22 nmol/g 脑组织）的 LC-MS/MS 检测方法，并用于测定所有卫星 H-CrT−/y 动物在出生后第 44、114 和 184 天 (PND44、114 和 184) 脑半球中总 cCr（cCr 和磷酸化 cCr 之和）的浓度，并以内标物（环肌酸-1,4,5-13C3）作为对照。此外，我们还在 PND195 时（全身灌注生理盐水后，参见“药物给药和疗效研究设计”段落）从疗效研究中随机选取了 4-5 只 M-CrT−/y 和 L-CrT−/y 动物进行脑药代动力学测定。作为参考，野生型C57BL/6J小鼠脑肌酸和磷酸肌酸的数值来自同一实验室的另一项研究，该实验室也开发并运行了cCr/磷酸肌酸检测方法。报告的平均总肌酸值（12,813 nmol/g脑组织）与其它研究组在野生型动物中报告的数值非常相似^10,11,43。组织学方面，每组7只动物中随机选取5只，分别在出生后第114天（PND114）和第184天（PND184）进行评估。将半球修剪成8-10个冠状切片，包埋于石蜡中，使用5微米切片机进行切片，并用苏木精-伊红染色。对每只动物的杏仁核、基底核/纹状体、小脑、大脑皮层、海马、下丘脑、延髓、脑膜、中脑、嗅球、脑桥、丘脑室系统和白质进行了评估。\n

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\n\n药物给药和疗效研究设计[5]
\n环肌酸(cCr)溶解于1%低脂巧克力牛奶中。给药溶液在两次使用之间储存于2–8 °C，每周配制新鲜溶液。结果表明，1%巧克力牛奶中的cCr在室温下可稳定保存3周，溶解度为15 mg/mL。动物分为两组，一组不接受任何处理，另一组每日分别给予1%低脂巧克力牛奶（载体处理，V）或1%低脂巧克力牛奶-cCr混合液（体积为5 ml/kg）。cCr每日一次，以三种不同剂量（140、46或14 mg/kg）给药，持续24周，从出生后第40天（PND40）开始。在PND40、PND110和PND180进行纵向IOS成像。每次IOS记录完成后，小鼠休息至少4天，然后对每只动物进行一系列认知和精神运动功能神经行为学评估（Y迷宫、莫里斯水迷宫、转棒和自我梳理）。Y迷宫、莫里斯水迷宫和转棒测试均在同一批动物中进行，而自我梳理测试仅在PND195进行（见图1a）。在给药期结束时（PND200），对动物进行 24 小时的脑电图 (EEG) 监测，然后用 KA 进行激发。随机选择一部分 M-CrT−/y (n = 5) 和 L-CrT−/y 小鼠 (n = 4) 不进行脑电图监测，而是采集其脑组织用于 cCr 药代动力学分析。除此之外，所有动物均在相同的时间间隔内接受相同的测试，个体或组之间的实验时间安排没有差异。[5]

环肌酸（cCr）能够穿过血脑屏障进入大脑[5]。为了评估cCr的脑渗透性，我们监测了一组动物口服给药后的药代动力学特征。我们检测到所有长期接受药物治疗的小鼠均能进入大脑，其中H-CrT−/y小鼠的总cCr水平高于M-CrT−/y和L-CrT−/y小鼠（图5）。此外，对用于行为和功能测试的三个不同年龄段的小鼠进行cCr纵向定量分析表明，高剂量给药可迅速导致大脑中cCr浓度升高，给药23天后cCr达到稳态水平，并在整个治疗期间保持稳定（图5）。

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环肌酸对体内前列腺癌发生和转移潜能的影响[3]
为了研究环肌酸的抑癌作用，我们用1%的环肌酸治疗荷瘤的Ptenpc−/− Spry2pc−/−小鼠一个月。治疗耐受性良好，小鼠体重正常，主要器官（即心脏、肾脏、肝脏和脾脏）的组织学检查也未见异常（补充表S3；补充图S4A），表明未观察到任何与环肌酸相关的病理变化。环肌酸治疗显著降低了肿瘤细胞增殖，表现为Ki67染色减少（图5A和B），但肿瘤重量的降低趋势未达到统计学意义（图5C）。接下来，我们对对照组和环肌酸治疗组小鼠的肿瘤组织和全血进行了代谢分析。在血液（图5D）和肿瘤组织（图5E）中均检测到了环肌酸，证实该药物已到达目标组织。进一步的数据分析显示，环肌酸治疗后肌酸代谢发生改变。虽然肌酸（图5F）或磷酸肌酸（图5G）的稳态水平未见变化，但其分解产物肌酐的肿瘤内水平（图5H）显著降低。此外，环肌酸还提高了肿瘤中精氨酸的水平，并降低了胍基乙酸的水平（图5I和J）。这些代谢改变与肌酸从头合成的抑制相符。尽管我们未能证实体外培养的人前列腺癌细胞中存在肌酸的从头合成（图2C），但这些观察结果可能表明在体内肿瘤微环境中的一种或多种细胞群中存在肌酸合成。在血液样本中未观察到肿瘤内精氨酸或胍基乙酸水平的变化（补充图S4B和S4C），但不能排除环肌酸对肿瘤内代谢物产生全身性影响的可能性。

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为了直接研究环肌酸如何影响肌酸的摄取和代谢，我们使用¹³C-肌酸（0.1 mmol/L）在有/无环肌酸（0.1 mmol/L至50 mmol/L，其中50 mmol/L为0.7%环肌酸）的情况下进行了稳定同位素示踪。环肌酸能被PC3 CL1细胞有效内化（图4A）。我们观察到¹³C-肌酸的摄取（图4B）以及相关代谢物¹³C-肌酐和¹³C-磷酸肌酸的生成（图4C和D）均呈剂量依赖性抑制。总的来说，我们的数据表明，当这些细胞能够获得外源性肌酸时，细胞内肌酸的主要来源是摄取，而环肌酸会抑制这一过程。

[1]. Cyclocreatine protects against ischemic injury and enhances cardiac recovery during early reperfusion. Expert Rev Cardiovasc Ther. 2019 Sep;17(9):683-697.

[2]. TREM2 Maintains Microglial Metabolic Fitness in Alzheimer's Disease. Cell. 2017 Aug 10;170(4):649-663.e13.

[3]. Cyclocreatine Suppresses Creatine Metabolism and Impairs Prostate Cancer Progression. Cancer Res. 2022 Jul 18;82(14):2565-2575.

[4]. Cyclocreatine suppresses prostate tumorigenesis through dual effects on SAM and creatine metabolism. bioRxiv, 2021: 2021.02. 26.432994.

[5]. Cyclocreatine treatment ameliorates the cognitive, autistic and epileptic phenotype in a mouse model of Creatine Transporter Deficiency. Sci Rep. 2020 Oct 27;10(1):18361.

环肌酸是一种含氧有机化合物和含氮有机化合物，其功能与α-氨基酸相关。

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引言：缺氧/缺血导致不可逆心肌损伤的关键机制之一是三磷酸腺苷 (ATP) 的耗竭。环肌酸 (CCr) 及其水溶性盐磷酸环肌酸 (CCrP) 是强效的生物能量剂，可在缺血期间维持高水平的 ATP。本文涵盖的内容：在缺血发生前给予 CCr 和 CCrP 治疗，可维持缺血心肌中高水平的 ATP，减少心肌细胞损伤，发挥抗炎和抗凋亡作用，并在急性心肌梗死 (AMI)、全身性心脏骤停、体外循环和心脏移植的动物模型中恢复再灌注期间的收缩功能。 Medline 和 Embase 数据库（1970 年 - 2019 年 2 月）、WIPO 数据库（截至 2019 年 2 月）；无语言限制。专家意见：本综述为 CCrP 和 CCr 的多种临床应用提供了理论基础，旨在最大限度地减少缺血性损伤和坏死。一种策略是在院前阶段以及经皮冠状动脉介入治疗 (PCI) 期间或之后对急性心肌梗死 (AMI) 患者使用 CCrP，以期保护心肌、缩小梗死面积，从而延缓心力衰竭的进展。另一种临床应用是针对可预测的心肌缺血，CCrP 预处理可能改善接受体外循环冠状动脉血运重建术患者的预后和生活质量，以及计划接受心脏移植的终末期心力衰竭患者的预后和生活质量。 [1]

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阿尔茨海默病 (AD) 风险升高与 TREM2 的低活性变异相关。TREM2 是一种表面受体，是小胶质细胞应对神经退行性变所必需的，包括增殖、存活、聚集和吞噬作用。TREM2 如何促进如此多样化的反应尚不清楚。本研究发现，携带 TREM2 风险变异的 AD 患者的小胶质细胞以及具有 AD 样病理的 TREM2 缺陷小鼠的小胶质细胞中存在大量自噬小泡，生长因子受限或内质网 (ER) 应激条件下的 TREM2 缺陷巨噬细胞也存在类似情况。结合代谢组学和 RNA 测序 (RNA-seq)，我们发现这种异常的自噬与哺乳动物雷帕霉素靶蛋白 (mTOR) 信号通路缺陷有关，而 mTOR 信号通路缺陷会影响 ATP 水平和生物合成途径。体外实验表明，代谢紊乱和自噬可通过Dectin-1（一种能引发类似TREM2的细胞内信号的受体）和环肌酸（一种能提供ATP的肌酸类似物）来抵消。膳食补充环肌酸可抑制自噬，恢复TREM2缺陷型β-淀粉样蛋白病理小鼠斑块周围的小胶质细胞聚集，并减少斑块邻近神经元的营养不良。因此，TREM2通过维持细胞能量和生物合成代谢来促进阿尔茨海默病期间的小胶质细胞反应。[2] 基于此，我们的研究表明，TREM2缺陷细胞中mTOR介导的代谢激活缺陷可通过肌酸激酶通路或激活Dectin-1通路（该通路传递与TREM2类似的细胞内信号）在体外得到纠正。基于这些结果，我们采用了一种基于环肌酸的治疗策略。环肌酸是肌酸的类似物，能够穿过细胞膜进入大脑（Woznicki和Walker，1979），可被肌酸激酶磷酸化和去磷酸化（McLaughlin等，1972），并能产生ATP（Kurosawa等，2012）。值得注意的是，我们发现，在Aβ积累过程中补充膳食环肌酸可以改善小胶质细胞的活力、数量以及在Aβ斑块周围的聚集。因此，斑块密度增加，更重要的是，斑块相关的神经突营养不良显著减少。尽管环肌酸治疗不足以减少Aβ斑块的总体积累，但这可能取决于分析的时间点和/或环肌酸的剂量及治疗持续时间。虽然肌酸激酶通路此前已被证实对中枢神经系统在神经递质释放、膜电位维持、Ca2+稳态和离子梯度恢复等方面发挥重要作用（Snow和Murphy，2001；Wyss和Kaddurah-Daouk，2000），但我们的研究结果表明，该系统也可能用于维持小胶质细胞的代谢。值得注意的是，在某些情况下，环肌酸可以抑制肌酸激酶，并可能产生全身性影响，例如改变胰腺激素和葡萄糖代谢（Ara等，1998；Kuiper等，2008）。因此，必须强调的是，我们的研究结果仅为概念验证性研究，不建议将环肌酸作为阿尔茨海默病（AD）的预防性治疗手段。未来需要开展更多研究，以精确阐明环肌酸影响小胶质细胞对Aβ反应的机制。此外，确定环肌酸是否对小胶质细胞中TREM2的蛋白水解脱落产生影响也至关重要，因为蛋白水解脱落会导致可溶性TREM2的释放，而可溶性TREM2可能具有促生存功能。总而言之，我们的研究表明，旨在维持小胶质细胞代谢的策略可能对阿尔茨海默病（AD）和其他与TREM2缺乏和小胶质细胞功能障碍相关的神经退行性疾病的治疗干预具有前景。[2]前列腺癌是全球男性癌症死亡的第二大常见原因。我们利用一种新型的基因工程小鼠模型（GEMM），该模型模拟了由肿瘤抑制因子PTEN和Sprouty2（SPRY2）缺陷驱动的侵袭性前列腺癌，并发现肌酸代谢增强是疾病进展的核心组成部分。体外实验表明，肌酸治疗可增强细胞基础呼吸作用，体内实验则表明肌酸治疗可促进肿瘤细胞增殖。稳定同位素示踪显示，前列腺癌细胞内肌酸水平主要受外源性肌酸供应而非精氨酸从头合成的影响。肌酸转运蛋白SLC6A8的基因沉默会降低细胞内肌酸水平，并削弱人前列腺癌细胞的集落形成能力。相应地，体外用肌酸类似物环肌酸处理前列腺癌细胞，可显著降低细胞内肌酸及其衍生物磷酸肌酸和肌酐的水平，并抑制细胞增殖。补充环肌酸可抑制PTEN和SPRY2缺陷型前列腺癌基因工程小鼠模型（GEMM）以及异种移植肝转移模型中的肿瘤进展。这些结果共同揭示了前列腺癌的代谢脆弱性，并展示了一种利用这种脆弱性来抑制肿瘤进展的合理治疗策略。[3]

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前列腺癌发病率极高，是全球男性癌症死亡的第二大常见原因。我们应用一种新型的基因工程小鼠模型（GEMM），该模型模拟了由PTEN和SPRY2（Sprouty 2）肿瘤抑制因子缺陷驱动的侵袭性前列腺癌，并发现疾病进展过程中磷酸原系统内的肌酸代谢增强。体外和体内前列腺癌模型以及临床病例均验证了肌酸代谢的改变。肌酸水平上调是由于SLC6A8肌酸转运蛋白的摄取增加和从头合成增加所致，从而导致细胞基础呼吸增强。使用环肌酸（一种强效且特异性阻断磷酸原系统的肌酸类似物）治疗可显著降低肌酸和磷酸肌酸水平。环肌酸通过阻断肌酸生物合成，导致肌酸生物合成中间体S-腺苷甲硫氨酸（SAM）在细胞内积累，并在体外抑制前列腺癌的生长。此外，环肌酸治疗在我们构建的基因工程小鼠模型（GEMM）和异种移植肝转移模型中均能抑制癌症进展。因此，环肌酸通过靶向磷酸原系统，利用SAM积累和磷酸原系统抑制的双重机制发挥抗肿瘤作用。[4] 在本研究中，我们未观察到cCr/环肌酸治疗的任何不良反应，包括未出现cCr相关的死亡、脑形态病理改变或癫痫表型加重。事实上，我们观察到恰恰相反的情况，cCr能够保护CrT−/y小鼠免受自发性和化学诱导的惊厥。唯一可能的副作用是，在接受 140 mg/kg cCr 治疗后，睡眠阶段的 α 波功率可能会增强，这可能与睡眠障碍有关。这与最近一项毒理学研究的结果相反，该研究表明 cCr 会增加 Sprague-Dawley 大鼠的癫痫发作率和脑空泡化。这种差异可能与后一项研究中使用的剂量更高（在 600 mg/kg/天时观察到空泡化）、不同的物种（大鼠与小鼠）和/或动物的基因型（野生型与缺乏 CrT 功能的动物）有关。由于 cCr 不需要 CrT 即可被细胞摄取，但可以通过 CrT 转运，这可能导致野生型动物和 CrT−/y 动物体内 cCr 的积累存在差异。综合来看，这些数据表明，过量的cCr可能对大脑回路产生不利影响，但还需要在不同物种中进行更多正式的毒理学研究来评估该药物的安全范围。总体而言，我们的研究结果支持cCr治疗结缔组织病（CTD）的疗效，为设计针对该分子或其他化学修饰的亲脂性化合物的干预方案奠定了基础，这些方案可以很容易地转化为临床应用。

C5H9N3O2

143.15

143.069

35404-50-3

2896

White to yellow solid powder

1.6±0.1 g/cm3

278.4±42.0 °C at 760 mmHg

25-28 °C(lit.)

122.2±27.9 °C

0.0±1.2 mmHg at 25°C

1.660

-1.99

76.42

2

3

2

10

178

0

C1CN(C(=N1)N)CC(=O)O

AMHZIUVRYRVYBA-UHFFFAOYSA-N

InChI=1S/C5H9N3O2/c6-5-7-1-2-8(5)3-4(9)10/h1-3H2,(H2,6,7)(H,9,10)

2-(2-amino-4,5-dihydroimidazol-1-yl)acetic acid

cyclocreatine; 35404-50-3; 1-Carboxymethyl-2-iminoimidazolidine; 2-Imino-1-imidazolidineacetic acid; UNII-6732XGX1RK; 6732XGX1RK; AM 285; AM-285;

2934.99.9001

Powder      -20°C    3 years

                     4°C     2 years

In solvent   -80°C    6 months

                  -20°C    1 month

注意： 本产品在运输和储存过程中需避光。

Room temperature (This product is stable at ambient temperature for a few days during ordinary shipping and time spent in Customs)

1M HCl: 100 mg/mL (698.57 mM)
H2O: 12.5 mg/mL (87.32 mM)
DMSO: < 1 mg/mL

配方 1 中的溶解度: 10 mg/mL (69.86 mM) in PBS (这些助溶剂从左到右依次添加，逐一添加), 澄清溶液; 通过加热和超声助溶。

---

请根据您的实验动物和给药方式选择适当的溶解配方/方案：
1、请先配制澄清的储备液(如：用DMSO配置50 或 100 mg/mL母液(储备液));
2、取适量母液，按从左到右的顺序依次添加助溶剂，澄清后再加入下一助溶剂。以 下列配方为例说明 (注意此配方只用于说明，并不一定代表此产品 的实际溶解配方):
10% DMSO → 40% PEG300 → 5% Tween-80 → 45% ddH2O (或 saline);
假设最终工作液的体积为 1 mL, 浓度为5 mg/mL: 取 100 μL 50 mg/mL 的澄清 DMSO 储备液加到 400 μL PEG300 中，混合均匀/澄清；向上述体系中加入50 μL Tween-80，混合均匀/澄清；然后继续加入450 μL ddH2O (或 saline)定容至 1 mL；
3、溶剂前显示的百分比是指该溶剂在最终溶液/工作液中的体积所占比例;
4、 如产品在配制过程中出现沉淀/析出，可通过加热(≤50℃)或超声的方式助溶;
5、为保证最佳实验结果，工作液请现配现用！
6、如不确定怎么将母液配置成体内动物实验的工作液，请查看说明书或联系我们;
7、 以上所有助溶剂都可在 Invivochem.cn网站购买。