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血清总同型半胱氨酸(Hcy)包括还原型HcySH，二硫键形式的同型胱氨酸(HSSH)和环状形式的同型半胱氨酸硫内酯(HCTL)。总Hcy水平升高已被确定为心血管疾病、2型糖尿病等慢性炎症性疾病的危险因素。我们实验室前期研究也发现，血清硫氧还蛋白（Trx）活性/总Hcy比值与冠状动脉疾病(CAD)的严重程度呈负相关。现在，我们对HcySH/HSSH、HCTL分别进行研究，旨在进一步阐明高Hcy致病的分子机制。 临床及动物研究揭示，血清总Hcy、Trx活性和胰岛素抵抗具有相关性。已知，HCTL可以抑制胰岛素信号转导，但是HcySH/HSSH与胰岛素作用的影响尚不清楚。对肝细胞胰岛素信号转导而言，胰岛素受体β亚基(IRβ)/Akt的磷酸化具有促进作用，蛋白酪氨酸磷酸酶1B(PTP1B)增高具有抑制作用。Trx及其还原酶TrxR具有保护PTP1B氧化失活的作用。我们发现，高HcySH抑制胰岛素诱导的人肝细胞IRβ/Akt磷酸化，同时增高细胞内PTP1B及Trx/TrxR活性。该结果提示，HcySH-PTP1B-IRβ反应途径，介导HcySH对IRβ磷酸化的抑制作用;HcySH-Trx/TrxR-Akt反应途径，介导HcySH对Akt磷酸化的抑制作用。敲低人胞浆Trx（hTrx1）/及其还原酶(TrxR1)，也降低IRβ磷酸化，但促进Akt磷酸化;同时增强HcySH抑制IRβ磷酸化的作用，却消除HcySH抑制Akt磷酸化的作用。我们前期的动物实验已证明，胰岛素抵抗小鼠肝脏，Trx/TrxR显著降低的同时PTP1B显著增高。已知，高HcySH引起内质网应激，后者引起PTP1B增高。而Trx具有抑制内质网应激的作用。于是我们推测，当Trx/TrxR功能受损，HcySH-内质网应激-PTP1B反应途径，介导高HcySH对IRβ磷酸化的抑制作用。该结果进一步确定，细胞内存在HcySH-Trx/TrxR-Akt反应途径。此外，我们还证明了，PTP1B活性受S-同型半胱氨酸化的抑制作用。细胞内hTrx1/TrxR1能减缓Hcy与PTP1B结合。在Trx系统内，hTrx1通过TrxR1接受来自NADPH的电子。生成的还原型hTrx1，可将电子转递给S-同型半胱氨酸化的PTP1B，在一定程度上恢复了游离巯基的含量及PTP1B活性。我们的这些结果证明，hTrx1/TrxR1显著影响HcySH/HSSH抑制肝脏胰岛素信号转导。为肝脏胰岛素抵抗的发生提供了新的分子机制。 hTrx1可以分泌到血液中，是体内重要的抗氧化蛋白，具有促进细胞生长与存活作用。我们证明，HCTL能修饰hTrx1的赖氨酸残基，形成N-同型半胱氨酸化hTrx1(N-Hcy-hTrx1)，这种修饰存在于人血清中。HCTL通过修饰hTrx1，不仅显著增加了自身的细胞毒性作用，还使hTrx1失去了对血管内皮细胞的保护作用。通过内源和外源荧光分析，揭示出N-Hcy-hTrx1与hTrx1的构象不同;通过圆二色谱和硫磺素T荧光证明，N-Hcy-hTrx1改变了hTrx1的二级结构，增加了β折叠片的含量，它是淀粉样蛋白的结构特征;通过透射电子显微镜，观察到N-Hcy-hTrx1形成纤维状的聚合物。我们的这些结果证明，N-Hcy-hTrx1的细胞毒性作用，与其结构密切相关。为高Hcy损伤血管内皮细胞，提供了新的分子机制。 总之，我们的结果提示，hTrx1/TrxR1是治疗高Hcy相关疾病的潜在靶点。