许多食品经常在广告中标榜其抗氧化特性。抗氧化剂可以抵消活性氧(ROS),这是一种化学反应性分子,可以破坏人体细胞中脂质、蛋白质和DNA的正常功能。活性氧的积累有助于癌症等与年龄有关的疾病的发展,强调了保持氧化剂/抗氧化剂平衡的重要性。在最近发表在《血液》杂志上的一篇文章中,来自大阪大学和日本其他机构的研究人员描述了硒蛋白分子的关键抗氧化作用,以及破坏它们的产生如何影响各种细胞类型和造血,即血细胞的产生。
人体细胞有25种不同的硒蛋白。这些抗氧化酶有助于将危险的活性氧(如脂质过氧化物)转化为更安全的形式。脂质过氧化物的积累可以影响被称为造血干细胞(hsc)的关键细胞,这是一种在衰老疾病中观察到的现象。
“我们观察到,衰老的造血干细胞经常显示硒蛋白合成受损,但尚不清楚这是如何导致细胞衰老的,以及它是否可以逆转,”该研究的联合首席作者青山由美(Yumi Aoyama)说。“我们假设硒蛋白是抗氧化系统的关键部分,可以对抗hsc中与年龄相关的变化。”
为了研究这个问题,研究小组使用了一个老鼠模型,该模型中有一个特定的基因被敲除,导致硒蛋白的产生被破坏。然后,他们研究了这对不同细胞类型的影响,发现基因敲除对造血干细胞和B细胞谱系的免疫细胞(白细胞类型)产生负面影响,但对骨髓细胞(不同的免疫细胞家族)几乎没有影响。
“基因敲除最显著的结果包括B淋巴细胞减少症,这意味着B细胞比预期的要少,”另一位共同主要作者山崎博美解释说。造血干细胞自我更新的能力也有限。”
这些观察结果,以及这些细胞类型中衰老相关基因表达水平的增加,与在年龄相关疾病中常见的情况一致。进一步的研究表明,这种作用是由脂质过氧化作用驱动的。此外,小鼠模型细胞的实验显示,硒蛋白合成的破坏可能支持B祖细胞向髓系细胞家族的转变。
该研究的资深作者井上大一说:“我们的数据表明,当硒蛋白的保护作用丧失时,会产生明显的谱系特异性影响。”“这些酶对于对抗衰老过程中积累的脂质过氧化物至关重要。”
研究人员还通过对敲除小鼠的喂养实验研究了造血机制。他们发现,膳食维生素E可以保护造血功能,并具有修复受损B细胞分化的能力。
这项研究显示了硒蛋白的抗氧化功能,以及它们如何确保适当的HSC自我更新和B细胞谱系免疫细胞成熟。由于基因敲除小鼠表现出与衰老正常小鼠相似的表型,研究结果表明,解决硒蛋白产生相关问题可能有助于对抗与年龄相关的疾病。#