AICAR 是一种AMP活化蛋白激酶（AMPK）的激动剂。AICAR（Acadesine，AbMole，M4897）在细胞代谢、炎症反应调节、以及疾病机制研究等多领域中有着广泛的应用。此外，AICAR 也是一种细胞自噬、线粒体自噬和YAP的抑制剂。AbMole为全球科研客户提供高纯度、高生物活性的抑制剂、细胞因子、人源单抗、天然产物、荧光染料、多肽、靶点蛋白、化合物库、抗生素等科研试剂，全球大量文献专利引用。

一、AICAR（AICA Riboside）的作用机理

AMPK 是调节细胞内能量稳态的关键激酶，由 α、β、γ 三个亚基组成。当细胞处于能量应激状态，如缺氧、低糖、缺血等，细胞内 AMP/ATP 或 ADP/ATP 比值升高，AMPK 被激活。AICAR虽不能直接改变细胞内 ATP、ADP 和 AMP 水平，但AICAR（Acadesine，AbMole，M4897）被细胞摄取后经一系列磷酸化反应转化为5-氨基咪唑-4-甲酰胺核糖核苷酸（ZMP），ZMP结构与AMP高度相似，能结合于 AMPK 的 γ 亚基，诱导 AMPK 构象改变，促进 α 亚基 Thr172 位点磷酸化，从而激活 AMPK。激活后的 AMPK 通过磷酸化下游众多靶蛋白，如乙酰辅酶 A 羧化酶（ACC）、雷帕霉素靶蛋白复合物 1（mTORC1）等，调控细胞代谢、生长、自噬等过程。除激活 AMPK 经典途径外，研究发现 AICAR还具有其它功能。例如发现AICAR（0.5 mM）处理营养充足的成纤维细胞时可增加 LC3-II 积累，提示AICAR具有调节细胞自噬的能力^[1]。AICAR还对YAP蛋白表现出抑制活性，AICAR 可以诱导YAP磷酸化并滞留于细胞质^[2]。

二、AICAR（Acadesine）的科研应用
1. AICAR（AICA Riboside）用于细胞代谢调节

在细胞能量代谢研究中，AICAR（Acadesine，AbMole，M4897）应用广泛。AICAR 可激活骨骼肌细胞中的AMPK，促进非胰岛素依赖的葡萄糖摄取与转运^[3][4]，增强葡萄糖氧化代谢和脂肪酸氧化，抑制脂肪酸合成，提高细胞能量供应效率。AICAR（AICA Riboside）还能通过上调葡萄糖转运蛋白 4（GLUT4）的表达并促进其向细胞膜转位，增加细胞对葡萄糖摄取^[5]；同时激活肉碱/有机阳离子转运体 2（OCTN2），促进脂肪酸转运进入线粒体进行β-氧化^[6]。AICAR 可抑制肝细胞的糖异生关键酶，如磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶（PEPCK）和果糖- 1,6 -二磷酸酶（FBP1）表达与活性，减少葡萄糖生成，维持血糖稳态^[4]。AICAR还可激活脂肪细胞的 AMPK 并刺激脂联素基因表达与分泌，脂联素作为一种重要脂肪细胞因子，参与调节胰岛素敏感性、能量代谢和炎症反应^[7]；此外，AICAR 可抑制脂肪细胞肿瘤坏死因子 -α（TNF-α）和白细胞介素 - 6（IL-6）等促炎细胞因子释放，改善脂肪组织微环境，对胰岛素抵抗和代谢综合征的研究具有重要意义^[8]。

2. AICAR（AICA Riboside）用于细胞增殖、分化与凋亡的调节

AICAR（Acadesine，AbMole，M4897）作为AMPK激活剂，可调控细胞的增殖、分化与凋亡：AICAR（Acadesine）可通过激活AMPK/GSK3β通路抑制TPD52表达，从而抑制LNCaP和VCaP前列腺癌细胞的增殖和迁移^[9]。AICAR还可通过诱导G0/G1期阻滞抑制骨髓增生异常综合征（MDS）细胞系SKM1和MDS-L的增殖^[10]。此外，AICAR能通过AMPK依赖的线粒体生物合成调控影响三阴性乳腺癌细胞MDA-MB-231细胞的活力^[11]。在急性T细胞白血病（ATL）模型中，AICAR表现出AMPK非依赖性的促凋亡作用^[12]。在其它肿瘤或非肿瘤细胞中，AICAR（AICA Riboside）也具有上述类似的功能，例如AICAR能通过AMPK/mTOR通路抑制结肠癌细胞增殖，或通过AMPK/ULK1通路促进前列腺癌细胞自噬性死亡^[13]，并在肝星状细胞中通过AMPK依赖和非依赖的机制诱导S期阻滞^[14]。2014年，AbMole的两款抑制剂分别被西班牙国家心血管研究中心和美国哥伦比亚大学用于动物体内实验，相关科研成果发表于顶刊 Nature 和 Nature Medicine。

3. AICAR（Acadesine）用于动物模型的研究

AICAR（Acadesine，AbMole，M4897）还是动物模型中研究细胞代谢、肿瘤发展和炎症反应的重要工具，特别是AMPK参与的生理反应。例如AICAR被用于肥胖小鼠的急性胰腺炎模型研究，AICAR作为直接AMPK激动剂，通过激活p-AMPK稳定pro-caspase-8，促进RIPK3降解，从而抑制胰腺腺泡细胞坏死性凋亡。生化分析结果表明AICAR处理组显著降低了血清胰腺酶水平、腹腔脂肪皂化面积，并降低小鼠的死亡率^[15]。AICAR还被用于急性肺损伤模型（C57BL/6小鼠）的研究：AICAR通过恢复肺组织中磷酸化AMPK/LKB1水平，增加血红素加氧酶-1(HO-1)表达来减轻溴暴露引起的肺损伤。但在HO-1敲除小鼠中未观察到保护作用，表明HO-1在该过程中起关键作用^[16]。AICAR还能用于骨髓增生异常综合征(MDS)异种移植模型的研究，结果显示AICAR通过上调p-AMPK(Thr172)表达，抑制SKM1和MDS-L细胞系增殖，诱导G0/G1期阻滞，并且AICAR还与Decitabine（5-Aza-2'-deoxycytidine）显示出协同的效果。在TGF-β1诱导的肺纤维化动物模型中，AICAR通过提高p-AMPK/AMPK比值，抑制PCNA和α-SMA表达，逆转TGF-β1促纤维化作用。该机制涉及AMPK/mTOR信号通路的调控^[17]。

三、范例详解
1. BMC Pulm Med. 2024 May 8;24(1):224

山东中医药大学、山东第一医科大学的实验人员在上述论文中研究了Simvastatin（MK 733）对二氧化硅（silica）诱导的大鼠肺炎症和纤维化的缓解作用及其机制。研究背景指出，矽肺是一种因不可逆肺纤维化导致的生理变化，其发生机制与持续炎症、氧化应激（OS）、上皮间质转化（EMT）等相关。上述研究通过气管灌注法建立矽肺大鼠模型，分别用 Simvastatin（5 或 10 mg/kg）、AICAR（AMPK 激动剂）、apocynin（NOX 抑制剂）处理 28 天，检测肺组织的病理变化、炎症因子水平、氧化应激指标、EMT 标志物及 AMPK-NOX 通路相关蛋白表达。结果显示：Simvastatin可显著减轻 Silica 诱导的肺炎症（降低 IL-1β、IL-6、TNF-α 等炎症因子）和纤维化（减少羟脯氨酸、α-SMA、波形蛋白等纤维化标志物，增加 E - 钙粘蛋白）；Sim还能抑制氧化应激（降低 ROS、MDA 水平，提高 SOD、GSH-Px 活性）和 EMT 过程；机制上，Sim 通过激活 AMPK（提高 p-AMPK/AMPK 比值），抑制 NOX 及其亚基（NOX4、p22phox、p40phox、p-p47phox 等）的表达，减少 NOX 来源的 ROS 生成，从而发挥保护作用。来自AbMole的AICAR（Acadesine，AbMole，M4897）作为一种 AMPK 激动剂，在本研究中作为重要工具，用于验证AMPK通路在上述Sim缓解大鼠矽肺模型中的关键作用。

图 1. Effects of Sim treatment on the lung coefficients and inflammation in silica-induced rats^[18]

2. Front Oncol. 2022 Jul 28;12:968547.

中南大学湘雅医院的研究团队在该文章中研究了谷胱甘肽S -转移酶Mu（GSTM）家族在卵巢癌（OC）中的作用，通过多数据库生物信息学分析及实验验证，探究GSTM家族的表达、预后意义及潜在机制。结果显示：GSTM1-5 在卵巢癌组织中的 mRNA 和蛋白水平均显著低于正常卵巢组织，并且GSTM5 与卵巢癌细胞干性指数负相关，可能参与调控肿瘤干细胞特性；GSTM2/3/4 则通过调控免疫细胞浸润（如抑制 CD8⁺T 细胞、促进巨噬细胞浸润）促进免疫逃逸，此外GSTM2/3/4 可能还与肿瘤对抑制剂的耐受性有关。来自AbMole的AICAR（Acadesine，AbMole，M4897）作为一种抗肿瘤抑制剂在本文章中使用，实验结果发现AICAR 处理卵巢癌细胞系 Hey-A8（2 mM，48 小时）后显著提高 GSTM3和 GSTM4 的 mRNA 水平，表明 AICAR可能通过激活 AMPK 通路诱导这两个基因的表达。

图 2. The Drug Sensitivity of GSTMs in OC^[19]

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参考文献及鸣谢
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