Quinolinic acid targets the N-methyl-D-aspartate (NMDA) receptor, acting as a potent endogenous agonist. By overactivating NMDA receptors, it produces neurotoxicity and can distinguish between NMDA receptor subtypes. Its interaction with amino acid receptors highlights its importance as a significant excitotoxic compound and a transmitter candidate.

在喹啉酸（0-50 mM；24 小时）处理下，N18D3 细胞的存活率降低，从 5 mM 时的 100±0.01% 降至 50 mM 时的 45.23±0.01% [2]。体外实验表明，喹啉酸通过激活 NMDA 受体发挥神经毒性作用。在 100 µM 的浓度下，喹啉酸可诱导大鼠脑突触体发生脂质过氧化，而 NMDA 受体拮抗剂 2-氨基-5-磷酸戊酸可逆转这一效应。该活性证实了喹啉酸作为兴奋性毒性代谢物和 NMDA 受体激动剂的作用。

体内实验表明，向小鼠内侧前额叶皮层注射喹啉酸会影响其逆转学习能力。向大鼠纹状体内注射喹啉酸会导致神经毒性，注射后7天纹状体GABA水平下降55%即可证实这一点。喹啉酸过量产生时可穿过血脑屏障，导致神经元损伤和神经退行性脑疾病。

喹啉酸的体外受体结合试验包括使用表达NMDA受体的细胞膜进行竞争性结合研究。将化合物与放射性标记的配体（例如[3H]-MK-801或[3H]-CGP 39653）在不同浓度下孵育。通过测量被置换的放射性配体的量来确定其与NMDA受体的结合亲和力（Ki）。

细胞活力测定[2]
细胞类型：N18D3细胞，一种由4周龄Balb/C小鼠背根神经节细胞与小鼠神经母细胞瘤N18TG2细胞融合而成的杂交神经细胞系。
测试浓度：0、10、20、30、40、50 mM
孵育时间：24小时
实验结果：活细胞百分比相应降低，从5 mM时的100±0.01%降至50 mM时的45.23±0.01%。
喹啉酸的体外细胞培养研究通常使用原代神经元培养物或脑切片。将细胞用该化合物处理后，通过测量细胞活力（例如，LDH释放）、细胞内钙离子水平和活性氧的产生来评估其神经毒性。NMDA受体拮抗剂的保护作用也可以通过这些检测方法进行评估。

体内动物实验是研究喹啉酸神经毒性的标准模型。在典型的研究中，将喹啉酸（QUIN）注射到大鼠纹状体内。通过测量纹状体中γ-氨基丁酸（GABA）的水平来评估神经毒性，GABA水平是神经元损伤的指标。还可以测量纹状体中铜和锰含量的变化。注射到前额叶皮层后，可以进行行为学评估，例如逆转学习任务。

代谢/代谢物
犬尿氨酸是色氨酸在犬尿氨酸代谢途径中的代谢产物，位于该途径的一个分支点，在此合成喹啉酸和犬尿酸。犬尿酸是谷氨酸受体的拮抗剂；而喹啉酸是NMDA受体的选择性激动剂，并已被证实具有兴奋性毒性作用。喹啉酸/犬尿酸比值升高与多种涉及兴奋性毒性神经元死亡的神经系统疾病相关，例如艾滋病相关性痴呆和中风。抑制该途径中的关键酶（犬尿氨酸酶和犬尿氨酸3-羟化酶）可降低喹啉酸/犬尿酸比值，这可能具有神经保护作用。本研究通过局部注射[5-3H]犬尿氨酸，研究了氚标记的喹啉酸、犬尿酸及其他犬尿氨酸代谢途径代谢物在正常大鼠和喹啉酸损伤大鼠纹状体中的摄取情况。在注射[5-3H]犬尿氨酸后15分钟至4小时内，评估了代谢物积累的时间进程。为了研究犬尿氨酸的浓度依赖性代谢，在注射1.5–1500 μM [5-3H]犬尿氨酸2小时后处死大鼠。在每次实验中，均从纹状体中回收了标记的喹啉酸、犬尿酸、3-羟基犬尿氨酸（3-HK）、3-羟基-2-氨基苯甲酸和黄尿酸。注射15 μM [5-3H]犬尿氨酸后，观察到损伤诱导的犬尿氨酸代谢增加。因此，在受损纹状体中，[3H]犬尿酸（5.0% vs. 1.8%）、[3H]3-HK（20.9% vs. 4.5%）、[3H]黄尿酸（1.5% vs. 0.4%）和[3H]喹啉酸（3.6% vs. 0.6%）的回收率显著增加。在所有时间点和所有犬尿氨酸浓度下，受损组织中犬尿氨酸代谢的增加均很明显。损伤诱导的犬尿氨酸-3-羟化酶（3.6倍）、犬尿氨酸酶（7.6倍）、犬尿氨酸氨基转移酶（1.8倍）和3-羟基-2-氨基苯甲酸加氧酶（4.2倍）活性的增加可能促进了受损纹状体中该通路通量的增强。这些数据为正常大鼠脑内功能性犬尿氨酸代谢途径的存在提供了证据，并表明神经元消融后该代谢途径的通量显著增加。犬尿氨酸是色氨酸转化为烟酸途径的中间产物。犬尿氨酸在哺乳动物脑内生成（40%），并从外周组织吸收（60%），表明其能够穿过血脑屏障。在脑内，犬尿氨酸可以转化为该途径的另外两种成分：具有神经毒性的喹啉酸和具有神经保护作用的犬尿酸。喹啉酸可能是研究最为广泛的犬尿氨酸代谢产物，因为它可能通过与N-甲基-D-天冬氨酸受体复合物（一种谷氨酸受体）相互作用，导致兴奋性毒性神经元丢失和癫痫发作。犬尿酸是犬尿氨酸的另一种代谢产物；其合成由犬尿氨酸氨基转移酶催化。目前已知唯一作用于受体复合物甘氨酸位点的内源性N-甲基-D-天冬氨酸受体抑制剂是犬尿酸。此外，犬尿酸非竞争性抑制α7尼古丁乙酰胆碱突触前受体（nAChRs），从而抑制谷氨酸释放并调节α4β2 nAChR的表达。兴奋性氨基酸受体的激活在多种神经退行性疾病中发挥着重要作用，例如帕金森病、阿尔茨海默病、中风和癫痫。大量研究探讨了兴奋性氨基酸受体拮抗剂犬尿酸是否对这些神经系统疾病具有治疗作用。已证实犬尿酸穿过血脑屏障的能力非常有限。犬尿氨酸途径是色氨酸代谢的主要途径。 L-犬尿氨酸是该通路中的核心化合物，因为它既可以转化为具有神经保护作用的犬尿酸，也可以转化为具有神经毒性的喹啉酸。许多疾病中都存在这些内源性化合物平衡紊乱的情况。例如，帕金森病、亨廷顿病和阿尔茨海默病等神经退行性疾病，以及中风、癫痫、多发性硬化症、肌萎缩侧索硬化症和精神分裂症、抑郁症等精神疾病中也存在这种情况。喹啉酸浓度升高或犬尿酸浓度降低可能会加剧多种疾病的症状。大量研究表明，帕金森病患者的犬尿酸水平降低。值得注意的是，动物实验表明，犬尿酸治疗可以预防喹啉酸诱导的小鼠纹状体损伤。有关喹啉酸（共6种）代谢/代谢产物的更完整数据，请访问HSDB记录页面。
喹啉酸是一种水溶性化合物，分子量为167.12 g/mol。它是色氨酸的代谢产物，可内源性产生。作为研究化合物，它通常以粉末形式在室温下储存。在标准实验室条件下，其稳定性良好。当浓度过高时，它可以穿过血脑屏障。

相互作用
本研究探讨了具有明确特性的蒜源性自由基清除剂S-烯丙基半胱氨酸对喹啉酸诱导的纹状体神经毒性和氧化损伤的影响。为此，在向大鼠纹状体单次灌注1 μL喹啉酸（240 nmol）前30分钟，腹腔注射S-烯丙基半胱氨酸（150、300或450 mg/kg）。低剂量（150 mg/kg）的S-烯丙基半胱氨酸仅能有效抑制喹啉酸诱导的脂质过氧化（P < 0.05），而全身注射300 mg/kg的该化合物则能有效降低喹啉酸诱导的氧化损伤，表现为纹状体活性氧生成（P < 0.01）和脂质过氧化（P < 0.05）。 S-烯丙基半胱氨酸（300 mg/kg）也能阻止喹啉酸诱导的纹状体铜/锌超氧化物歧化酶活性降低（P < 0.05）。此外，相同剂量的S-烯丙基半胱氨酸还能减轻喹啉酸诱导的神经毒性，表现为转圈行为（P < 0.01）和纹状体形态改变。总之，S-烯丙基半胱氨酸通过以下机制减轻喹啉酸诱导的体内纹状体毒性：（a）清除自由基；（b）降低氧化应激；（c）维持纹状体铜/锌超氧化物歧化酶（Cu,Zn-SOD）的活性。这种抗氧化作用似乎是维持纹状体形态和功能完整性的原因。 …通过测量大鼠脑组织培养物经0.5 mM喹啉酸处理24小时后的脂质过氧化和蛋白质羰基化水平，追踪生物分子的氧化损伤。喹啉酸在组织培养早期增强脂质过氧化，在后期增强蛋白质羰基化。褪黑素是一种多功能抗氧化剂和神经保护剂，既能清除自由基，又能作为信号分子发挥作用。在1 mM浓度下，褪黑素可完全抑制喹啉酸的促氧化作用。采用光学显微镜评估喹啉酸引起的形态学损伤和神经毒性。喹啉酸导致广泛的细胞凋亡/坏死，而褪黑素显著减轻了这种损伤。褪黑素与喹啉酸联合治疗产生了显著的保护作用，拮抗了喹啉酸引起的神经毒性。喹啉酸可增强谷胱甘肽还原酶和过氧化氢酶的活性，而褪黑素则拮抗这些作用。此外，褪黑素还能诱导超氧化物歧化酶的活性。喹啉酸和褪黑素通过不同的机制独立调节抗氧化酶的活性。本研究探讨了褪黑素对喹啉酸诱导的大鼠海马神经元变性的神经保护作用。将大鼠分为三组，分别在注射喹啉酸之前或之后进行海马内注射：生理盐水、喹啉酸或腹腔注射褪黑素。注射5天后，取出脑组织，对海马切片进行染色，用于显微镜检查或谷氨酸受体结合研究。结果表明，褪黑素可以保护海马神经元免受喹啉酸诱导的神经退行性变，并部分阻止喹啉酸引起的谷氨酸受体数量减少。因此，褪黑素具有减轻喹啉酸等神经毒素引起的海马神经元损伤的潜力。PMID：9704893
为了研究caspase-1抑制剂Ac-YVAD-CHO对喹啉酸（QA）诱导的细胞凋亡的影响……在向纹状体注射QA（60 nmol）之前，先用Ac-YVAD-CHO（2–8 μg）预处理大鼠纹状体。分离纹状体总蛋白、基因组DNA和核蛋白。本研究采用酶活性测定、琼脂糖凝胶电泳、电泳迁移率变动分析和蛋白质印迹法，研究Ac-YVAD-CHO对QA诱导的caspase-1活性、核间DNA片段化、IκB-α降解、NF-κB和AP-1激活以及p53蛋白升高的影响。 …Ac-YVAD-CHO预处理抑制了QA诱导的核间DNA片段化。Ac-YVAD-CHO抑制了QA诱导的caspase-1活性和p53蛋白水平升高，但对QA诱导的IκB-α降解、NF-κB或AP-1激活无影响。作者得出结论，caspase-1参与了QA诱导的p53上调，但不参与IκB-α降解。抑制caspase-1可减弱QA诱导的大鼠纹状体细胞凋亡。
有关喹啉酸酯（共31种）相互作用的更完整数据，请访问HSDB记录页面。
喹啉酸是一种强效神经毒素。其毒性是通过过度激活NMDA受体介导的，导致兴奋性毒性、氧化应激和神经元死亡。其积累与多种神经退行性疾病有关，包括亨廷顿病、阿尔茨海默病和肌萎缩侧索硬化症（ALS）。作为一种研究化合物，它不适用于人体，处理时务必极其谨慎。

[1]. Quinolinic acid and kynurenine pathway metabolism in inflammatory and non-inflammatory neurological disease. Brain. 1992 Oct;115 ( Pt 5):1249-73.

[2]. Neuroprotective effects of (-)-epigallocatechin-3-gallate against quinolinic acid-induced excitotoxicity via PI3K pathway and NO inhibition. Brain Res. 2010 Feb 8;1313:25-33.

喹啉酸是一种吡啶二羧酸，其吡啶环的2位和3位分别被羧基取代。它是色氨酸的代谢产物。喹啉酸是一种NMDA受体激动剂，存在于人类、小鼠和大肠杆菌中。它是喹啉酸(1-)和喹啉酸的共轭酸。喹啉酸存在于大肠杆菌（K12菌株、MG1655菌株）中或由其产生。据报道，喹啉酸也存在于人类、山竹和其他具有相关数据的生物体中。喹啉酸是犬尿氨酸途径的中间产物，该途径负责将氨基酸色氨酸转化为具有潜在神经毒性的烟酰胺腺嘌呤二核苷酸。过量产生的喹啉酸可穿过血脑屏障（BBB），并作为N-甲基-D-天冬氨酸（NMDA）受体激动剂发挥作用，可能导致神经元损伤和神经退行性脑疾病。NMDA受体是一种异源四聚体、配体门控、电压依赖性谷氨酸受体，对突触可塑性、学习和记忆至关重要。喹啉酸是酿酒酵母中发现或产生的代谢产物，是色氨酸的代谢产物，可能在神经退行性疾病中发挥作用。脑脊液中喹啉酸水平升高与HIV感染者神经精神症状的严重程度相关。亨廷顿病是一种常染色体显性遗传性神经系统疾病，其特征是进行性舞蹈症、认知障碍和情绪障碍。该病通常在中年发病，症状不可避免地进展为精神和身体功能障碍。一些研究推测兴奋性毒素参与了亨廷顿病的发病机制。Schwarcz及其同事的研究表明，喹啉酸可以产生类似于亨廷顿病中观察到的轴突保护性损伤。这些损伤会导致纹状体棘突神经元中神经递质（例如γ-氨基丁酸（GABA））的耗竭，而多巴胺则不受影响。最近，一些研究人员发现亨廷顿病患者纹状体中生长抑素和神经肽Y的水平出现了3-5倍的反常升高，这归因于纹状体非棘突神经元亚类的选择性保留，而这些肽类物质在这些神经元中共定位。本研究表明，喹啉酸诱导的损伤与亨廷顿病中的损伤非常相似，两者均导致GABA和P物质显著减少，而生长抑素/神经肽Y神经元则选择性地不受影响。核叶碱（KA）、异戊烯酸（IA）和N-甲基-D-天冬氨酸（MeAsp）诱导的损伤与喹啉酸诱导的损伤不同；它们影响所有细胞类型，但不影响生长抑素/神经肽Y神经元。这些结果提示，喹啉酸或类似化合物可能是亨廷顿病中神经元退行性变的原因。为了确定半胱天冬酶对亨廷顿蛋白的切割是否是亨廷顿病中神经元功能障碍和选择性神经退行性变的关键事件，作者构建了表达半胱天冬酶-3和半胱天冬酶-6抗性突变亨廷顿蛋白的YAC小鼠。表达突变型亨廷顿蛋白的小鼠对caspase-6切割具有抵抗力，但对caspase-3切割不敏感，从而维持了正常的神经元功能并避免了纹状体神经退行性变。此外，这些对caspase-6具有抵抗力的突变型亨廷顿蛋白小鼠也对多种应激因子（包括NMDA、喹啉酸和星形胶质细胞素）诱导的神经毒性具有抵抗力。这些结果与以下认识相符：亨廷顿蛋白在caspase-6切割位点的蛋白水解是介导神经元功能障碍和神经退行性变的重要事件，凸显了亨廷顿蛋白水解和兴奋性毒性在亨廷顿病中的重要作用。使用N-甲基-D-天冬氨酸受体激动剂喹啉酸对大鼠脑进行兴奋性毒性损伤后，在DNA片段化延迟的脑区诱导了p53 mRNA和蛋白的表达。p53 mRNA的表达先于末端脱氧核苷酸转移酶介导的dUTP-生物素缺口末端标记法检测到的DNA损伤。此外，原位杂交和免疫细胞化学结果表明，在这些相同的脑区中，p53反应基因Gadd-45的表达增加（先于p53表达），而p53反应基因Bax的重新表达（在p53表达之后）。研究表明，Bax通过与Bcl-2家族成员相互作用促进神经元死亡，而Gadd-45的表达与细胞周期抑制和DNA修复相关。这些结果提示，p53蛋白可能在受损脑组织中发挥活性转录因子的作用，并可能启动受损脑区中Bax的重新表达。然而，由于Gadd-45的表达先于p53的表达，因此p53不太可能参与调控Gadd-45的早期表达。总之，这些结果表明p53、Bax和Gadd-45可能在兴奋性毒性损伤后的脑组织反应（损伤/恢复）中发挥重要作用。犬尿氨酸途径是L-色氨酸分解代谢的主要途径，可产生多种生物活性分子。其中，神经毒素喹啉酸被认为参与多种炎症性神经系统疾病的发病机制。目前大多数关于阿尔茨海默病发病机制的解释都集中在β-淀粉样蛋白（Aβ）的积累上，Aβ以不溶性沉积物的形式形成老年斑，并形成由过度磷酸化的Tau蛋白组成的神经原纤维缠结。Aβ的积累被认为是阿尔茨海默病神经发病机制中早期且至关重要的步骤。现有证据表明，犬尿氨酸途径与阿尔茨海默病相关。阿尔茨海默病患者体内已发现犬尿氨酸途径紊乱。近期，作者证实淀粉样前体蛋白的裂解产物Aβ1-42可诱导巨噬细胞（尤其是小胶质细胞）产生神经毒性浓度的喹啉酸。有证据表明，阿尔茨海默病中的老年斑与慢性局部炎症，特别是活化的小胶质细胞相关。喹啉酸毒性的一个主要方面是脂质过氧化，而脂质过氧化的生物标志物也在阿尔茨海默病中被发现。这些数据共同提示，喹啉酸可能是阿尔茨海默病神经元损伤发病机制中的关键因素。本综述描述了犬尿氨酸通路与阿尔茨海默病神经发病机制之间的多种关联，重点阐述了喹啉酸的神经毒性，并强调了其在脂质过氧化和局部炎症放大中的作用。关于喹啉酸作用机制（共15种）的更完整数据可在HSDB记录页面找到。
喹啉酸是一种尚未获临床批准的研究化合物。它是研究神经退行性疾病病理生理学以及犬尿氨酸通路在神经系统疾病中作用的重要工具。它可用于体外和体内模拟兴奋性毒性，并用于测试神经保护剂（特别是NMDA受体拮抗剂）的疗效。

C7H5NO4

167.1189

167.021

89-00-9

Quinolinic acid-d3;138946-42-6;Quinolinic acid-13C7;1346642-91-8;Quinolinic acid-13C4,15N

1066

White to off-white solid powder

1.6±0.1 g/cm3

425.0±30.0 °C at 760 mmHg

188-190ºC

210.9±24.6 °C

0.0±1.1 mmHg at 25°C

1.628

-1.44

87.49

2

5

2

12

204

0

GJAWHXHKYYXBSV-UHFFFAOYSA-N

InChI=1S/C7H5NO4/c9-6(10)4-2-1-3-8-5(4)7(11)12/h1-3H,(H,9,10)(H,11,12)

pyridine-2,3-dicarboxylic acid

2934.99.9001

Powder      -20°C    3 years

                     4°C     2 years

In solvent   -80°C    6 months

                  -20°C    1 month

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

DMSO : ~33.33 mg/mL (~199.44 mM)
H2O : ~3.33 mg/mL (~19.93 mM)

配方 1 中的溶解度: ≥ 2.5 mg/mL (14.96 mM) (饱和度未知) in 10% DMSO + 40% PEG300 + 5% Tween80 + 45% Saline (这些助溶剂从左到右依次添加，逐一添加), 澄清溶液。
例如，若需制备1 mL的工作液，可将100 μL 25.0 mg/mL澄清DMSO储备液加入到400 μL PEG300中，混匀；然后向上述溶液中加入50 μL Tween-80，混匀；加入450 μL生理盐水定容至1 mL。
*生理盐水的制备：将 0.9 g 氯化钠溶解在 100 mL ddH₂O中，得到澄清溶液。

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配方 2 中的溶解度: ≥ 2.5 mg/mL (14.96 mM) (饱和度未知) in 10% DMSO + 90% (20% SBE-β-CD in Saline) (这些助溶剂从左到右依次添加，逐一添加), 澄清溶液。
例如，若需制备1 mL的工作液，可将 100 μL 25.0 mg/mL澄清DMSO储备液加入900 μL 20% SBE-β-CD生理盐水溶液中，混匀。
*20% SBE-β-CD 生理盐水溶液的制备（4°C，1 周）：将 2 g SBE-β-CD 溶解于 10 mL 生理盐水中，得到澄清溶液。

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配方 3 中的溶解度: ≥ 2.5 mg/mL (14.96 mM) (饱和度未知) in 10% DMSO + 90% Corn Oil (这些助溶剂从左到右依次添加，逐一添加), 澄清溶液。
例如，若需制备1 mL的工作液，可将 100 μL 25.0 mg/mL 澄清 DMSO 储备液加入到 900 μL 玉米油中并混合均匀。

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配方 4 中的溶解度: 9.09 mg/mL (54.39 mM) in PBS (这些助溶剂从左到右依次添加，逐一添加), 澄清溶液; 超声助溶 (<60°C).

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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。