色氨酸(Trp)代谢主要涉及犬尿氨酸、5-羟色胺和吲哚途径。色氨酸代谢产生的多种生物活性化合物可以调节多种生理功能，包括炎症、代谢、免疫反应和神经功能。新出现的证据支持Trp代谢紊乱与疾病之间的密切关系。色氨酸代谢产物的水平或比率与许多临床特征显著相关。此外，研究表明可以通过调节色氨酸代谢来控制疾病的进展。吲哚胺-2,3-双加氧酶、色氨酸-2,3-双加氧酶、犬尿氨酸-3-单加氧酶和色氨酸羟化酶是对色氨酸代谢至关重要的限速酶。这些关键的调节酶可以靶向治疗包括肿瘤在内的几种疾病。这些发现为疾病的治疗提供了新的见解。
2023年6月22日，浙江大学李兰娟及Lu Juan共同通讯在Cell Metabolism 在线发表题为“Tryptophan metabolism in health and disease”的综述论文，该文总结并归纳了色氨酸在健康和疾病中的代谢情况及其临床应用的最新研究进展。
在人类中，色氨酸(Trp)是一种必需氨基酸，只能通过饮食来源获得。它在蛋白质生物合成中起着至关重要的作用，并作为合成多种重要生物活性化合物的前体。色氨酸影响多种病理生理过程，包括神经元功能、代谢、炎症反应、氧化应激、免疫反应和肠道稳态。
人体中的色氨酸水平取决于食物摄入量和几种色氨酸代谢途径的活性。色氨酸代谢主要包括犬尿氨酸(Kyn)、5-羟色胺(HT)和吲哚(吲哚)三种代谢途径Trp的主要代谢途径是Kyn途径；通过该途径，>95%的色氨酸降解为多种生物活性化合物。Trp-2,3-双加氧酶(TDO)、吲哚胺-2,3-双加氧酶1 (IDO1)和IDO2是Kyn通路中至关重要的限速酶该通路参与炎症、免疫反应和兴奋性神经传递；此外，它还与各种疾病有关。5-HT通路参与多种生理过程，在全身发挥重要作用。色氨酸可在中枢神经元和肠嗜铬细胞中转化为5-羟色氨酸(5-HTP)和5-羟色胺(5-HT)它是一种重要的神经递质，参与调节适应性反应和对环境变化的反应，如睡眠、认知和摄食行为。肠道菌群在色氨酸代谢中也起着重要作用；肠道微生物可直接将色氨酸转化为各种分子，如吲哚及其衍生物吲哚及其衍生物通过调节促炎和抗炎细胞因子的表达来维持肠道内稳态。
通过Kyn、5-HT和吲哚途径的色氨酸代谢概述（图源：Cell Metabolism ）
越来越多的研究表明，色氨酸代谢失调在疾病发病机制中起着重要作用。据报道，色氨酸代谢广泛参与消化系统、神经系统、泌尿系统等疾病的发生和发展。Kyn水平和血浆Kyn/色氨酸比值在很大程度上与各种疾病的临床特征和不良临床结局相关。色氨酸代谢及其关键酶通过与下游分子或通路的相互作用，影响多种细胞生物学功能，包括免疫应答、细胞增殖和迁移此外，这些研究为靶向Trp代谢治疗疾病提供了一定的理论依据。IDO、TDO、犬尿氨酸-3-单加氧酶(KMO)和色氨酸羟化酶(TPH)是色氨酸代谢的限速酶。这些关键酶抑制剂的研究已经取得了很大进展涉及色氨酸代谢的靶向治疗为疾病的治疗提供了一种新的、具有潜在优势的治疗策略。
该文就色氨酸代谢在健康和疾病中的作用及机制进行了综述。作者还讨论了色氨酸代谢抑制剂在治疗癌症中的临床应用。该文指出，色氨酸代谢物是有希望的治疗靶点，全面研究色氨酸代谢物的作用和调控机制，并促进其临床应用十分重要。
文章来源“iNature”
