《Theriogenology》：Tryptophan metabolism in embryo implantation and decidualization
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色氨酸代谢通过kynurenine、5-羟色胺和褪黑酸等产物调控胚胎着床及蜕膜化进程，其代谢途径失衡与妊娠相关疾病存在关联，为生殖障碍治疗提供新靶点。
刘泽坤|魏道乐|安思源|崔文静|Julhash U. Kazi|刁洪禄|赵明鹏|王鹏超|杨振山
山西农业大学兽医学院，中国太谷030801
引言
子宫微环境中的氨基酸不仅作为代谢底物，还作为信号分子，在早期妊娠期间调节细胞增殖和分化（Bazer等人，2015年；Gao，2020年）。它们被认为参与了子宫-胚胎之间的相互作用。例如，精氨酸和亮氨酸已被证明参与囊胚激活和滋养层生长，这些过程对胚胎发育和着床至关重要（González等人，2012年）。在这些氨基酸中，tryptophan（Trp）受到了特别关注。Trp是一种人体无法合成的必需氨基酸，必须通过饮食中的蛋白质获取。它在蛋白质生物合成中起重要作用，并作为几种生物活性化合物的前体，包括喹啉酸、血清素和褪黑素（Ka?u?na-Czaplińska等人，2019年）。除了其代谢功能外，Trp还对多种病理生理过程有深远影响，包括炎症反应、神经功能、代谢调节和肠道稳态（Comai等人，2020年；Roth等人，2021年）。鉴于这些广泛的全身性影响，人们对Trp在生殖中的潜在作用越来越感兴趣，尤其是在启动和维持妊娠的过程中（Karahoda等人，2026年）。
妊娠是一个复杂而有序的过程。建立人类妊娠的两个关键步骤是胚胎着床和蜕膜化，它们介导了发育中的胚胎与母体之间的相互作用（Muter等人，2023年）。着床失败是不孕和早期妊娠丢失的主要原因（Mukherjee等人，2023年）。成功的着床依赖于具有竞争力的囊胚、可接受的子宫内膜以及母体和胚胎界面之间的有效沟通（Franasiak等人，2021年）。蜕膜化是指子宫内膜基质细胞逐渐转变为蜕膜化细胞的过程，这对着床以及维持妊娠都至关重要（Ng等人，2020年）。这一过程的紊乱可能导致反复着床失败、自然流产和妊娠相关疾病，如先兆子痫（Garrido-Gomez等人，2020年；Larsen等人，2013年）。Trp及其代谢物在关键的生殖事件中越来越受到重视，尤其是在胚胎着床和蜕膜化过程中（Chen等人，2024年；Wang等人，2020年）。
从机制上讲，Trp的代谢主要通过两条途径进行。在多个器官中，约95%的Trp通过犬尿氨酸（Kyn）途径代谢，而不到5%的Trp代谢为5-羟色胺（血清素，5-HT）（Yan等人，2024年）。Kyn代谢途径主要由吲哚胺-2,3-双加氧酶1（IDO1）和tryptophan-2,3-双加氧酶（TDO2）催化（Abad等人，2020年）。在胚胎着床期间，TDO2主要表达在植入胚胎附近的蜕膜化基质细胞中（Li等人，2014年）。IDO1在母胎界面表达。IDO1功能异常或表达失调与妊娠相关并发症（如反复自然流产和先兆子痫）有关（Ban等人，2013年；Kudo等人，2003年；Murthy等人，2021年）。
鉴于Trp代谢在生殖生物学中的重要性，这篇综述旨在总结当前关于Trp及其关键代谢物在调节胚胎着床和蜕膜化中的作用的认知。我们强调了涉及的机制途径，并探讨了它们对生殖障碍的潜在影响。
部分摘录
子宫内膜和胚胎着床
子宫内膜是子宫内壁的主要组成部分，由上皮细胞、基质细胞、免疫细胞和内皮细胞组成。子宫内膜上皮包括腔上皮（LE）和腺上皮（GE）。上皮细胞形成一层LE，作为植入胚胎与母体组织的初始接触点。它作为胚胎着床和随后在子宫内发育的临时通道（Cui等人，2025年；Ye，
tryptophan代谢途径
Trp参与多个复杂的代谢途径，产生多种信号分子，包括犬尿氨酸、血清素和吲哚途径（Mondanelli等人，2022年）。主要的Trp代谢途径是犬尿氨酸途径（KP），它将约95%的Trp代谢为各种生物活性化合物。不到5%的Trp通过血清素和吲哚途径代谢，具体比例因研究或生理条件而略有不同（H?glund等人，2019年）。Trp是
tryptophan代谢相关酶与妊娠的关系
妊娠期间，对Trp的生理需求显著增加，以满足母体和胎儿系统的代谢需求（Badawy，2014年）。这种增加的需求导致循环中Trp的利用增加，从而使得母体血浆中的Trp浓度在妊娠各阶段逐渐下降（Xu等人，2017年）。这种代谢变化伴随着Kyn水平的升高，表明妊娠期间Trp-Kyn途径的活性增强（Badawy，
犬尿氨酸途径在胚胎着床和蜕膜化中的作用
Trp是一种必需氨基酸，是犬尿氨酸、褪黑素和血清素的前体。先前的研究表明，Trp对小鼠的胚胎着床至关重要，因为喂食无Trp饮食的动物在妊娠第5天表现出异常的着床模式（Chen等人，2024年）（表1）。研究表明，犬尿氨酸可以促进体外人子宫内膜基质的蜕膜化。在人基质细胞中，Trp处理后IDO1表达和犬尿氨酸浓度显著升高
当前的知识空白和未来方向
越来越多的证据表明，吲哚途径和肠道微生物群产生的tryptophan代谢物在免疫学和生殖生物学中起着重要作用。然而，很少有研究专门关注它们在胚胎着床和蜕膜化中的作用。新兴数据表明，吲哚衍生物和肠道微生物群-tryptophan轴可能通过AHR介导的信号传导来调节这些过程；尽管如此，在早期妊娠背景下仍缺乏直接的实验证据
结论
这篇综述总结了Trp代谢在胚胎着床和蜕膜化中的关键作用，强调了其在妊娠期间通过犬尿氨酸和血清素/褪黑素途径作为母胎界面调节中心的角色。在整个妊娠期间，关键Trp代谢酶（包括TDO、IDO和TPH）的活性动态变化与tryptophan及其代谢物的波动密切相关。Trp代谢途径的平衡是
资助
本工作得到了山西省基础研究计划（编号202203021222172）、山西省优秀博士工作奖-科学研究项目（编号SXBYKY2021040）、山西省科技厅国际合作与交流资金（编号202404041101012）、山西农业大学科技创新计划（编号2021BQ05）以及山西现代农业关键实验室开放项目的支持
CRediT作者贡献声明
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