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犬尿氨酸(Kynurenine,KYN)是人体必需氨基酸色氨酸(Tryptophan,TRP)的代谢产物,存在两种同分异构体：L-犬尿氨酸(L-Kynurenine,L-KYN)和D-犬尿氨酸(D-Kynurenine,D-KYN)。大量研究证实L-KYN及其代谢产物在中枢神经系统内发挥重要的神经生理和病理学作用,最新的研究显示D-犬尿氨酸(D-Kynurenine,D-KYN)-L-KYN的对映体-可能在感染的情况下因D-色氨酸(D-Tryptophan,D-TRP)水平的升高而升高。目前对于L-KYN的代谢机制及代谢产物的神经化学作用已有了比较深刻的认识,但关于D-KYN的研究则很匮乏。目的：本研究旨在探讨D-KYN在中枢神经系统内可能的代谢产物、代谢机制和神经化学作用。方法：1、体外实验：(1)将大鼠、小鼠和人脑和肝脏组织匀浆与D-KYN在体外不同条件下共同孵育,分别检测其生成犬尿喹啉酸(Kynurenic acid, KYNA)和3-羟基犬尿喹啉酸(3-Hydroxykynurenine,3-HK)的可能性,(2)将部分纯化犬尿氨酸转氨酶(Kynurenine aminotransferase, KAT)和纯化D-氨基酸氧化酶(D-aminoacid oxidase, D-AAO)与D-KYN在不同条件下共同孵育,明确这两种酶催化D-KYN生成KYNA的能力。(3)在部分实验中,以非特异性犬尿氨酸转氨酶抑制剂氨基氧乙酸(Aminooxyacetic acid, AOAA)、D-氨基酸氧化酶抑制剂曲酸(Kojic acid, KA)或犬尿氨酸-3-单加氧酶抑制剂Ro61-8048为工具,研究脑组织代谢D-KYN生成KYNA和3-HK的机制,并与L-KYN比较。2、应用活体微透析技术,反向透析D-KYN入大鼠纹状体、前额叶皮质和小脑,研究其对这些部位细胞外液KYNA水平和纹状体多巴胺水平的影响。并应用上述酶抑制剂,体内探讨D-KYN生成KYNA的机制。3、腹腔注射给与小鼠D-KYN后,检测其在血液、肝脏、前脑和小脑生成KYNA和3-HK的剂量依赖性和时间曲线,并应用手性HPLC技术明确由D-KYN生成的3-HK的旋光性。结果：大鼠、小鼠和人脑和肝脏组织可在体外将D-KYN转化为KYNA,而且小脑转化D-KYN的能力远远大于前脑。大鼠部分纯化KAT和纯化D-AAO均可在体外催化D-KYN生成KYNA,大鼠前脑和人大脑皮质生成的KYNA部分来源于KAT,部分来源于D-AAO;而在小脑,主要由D-AAO催化该反应。大鼠、小鼠脑和肝脏组织可在体外将D-KYN转化为3-HK,该反应可能由犬尿氨酸-3-单加氧酶(Kynurenine3-monooxygenase, KMO)催化。经微透析探针局部灌注100μM D-KYN后,大鼠纹状体细胞外液KYNA升高至基线水平的4倍,同时多巴胺的水平降低了30%左右。共同灌注AOAA抵消了约40%的D-KYN对KYNA和多巴胺的影响；共同灌注KA也减弱约40%的D-KYN的影响。当给予2μM L-KYN时,产生的影响与100μM D-KYN相似。在另一组实验中,反向透析给予大鼠前额叶皮质和小脑D-KYN后,细胞外液KYNA浓度均显著升高,尤其是在小脑,KYNA水平约升高至基线水平的200倍。同时灌注KA后,分别抑制了63%和96%的KYNA水平的升高。小鼠腹腔注射D-KYN或L-KYN(30mg/kg)后,血液、肝脏、前脑和小脑KYNA和3-HK浓度均升高,但在四种组织中,由D-KYN生成的KYNA都低于L-KYN。在中枢神经系统,小脑内生成的KYNA高于前脑10倍左右。令人吃惊的是小鼠肝脏D-3-HK升高的程度远远大于其他组织,也高于等剂量的L-KYN引起的3-HK水平的变化。小鼠腹腔注射300mg/kg D-KYN,并分别在6个时间点(5、15、30、120和240分钟)检测四种组织KYNA和3-HK浓度的变化,结果显示：D-KYN在体内代谢生成KYNA和3-HK均成剂量和时间依赖性。结论：1、D-KYN可以作为KYNA的前体,升高中枢神经系统KYNA的水平,并且在小脑由D-KYN生成的KYNA均显著高于前脑。2、在大脑内,经体内外实验证实,KAT和D-AAO在代谢D-KYN生成KYNA的过程中各起一部分作用。3、D-KYN在显著升高细胞外液KYNA水平的同时,也使细胞外液多巴胺水平显著降低,揭示由D-KYN生成的KYNA同样发挥重要的调节神经递质的作用。4、D-KYN可以作为D-3-HK的前体,升高体内D-3-HK的水平。因此,如果中枢神经系统内D-KYN水平升高,也可以通过产生KYNA和D-3-HK发挥神经化学作用,并可能参与炎症相关和小脑相关疾的神经系统疾病的发生发展,在神经系统的生理病理过程中发挥重要作用。