编辑推荐:
人体内的氧自由基通常被认为是危险的,因为它们会引发氧化应激,而氧化应激与癌症和心血管疾病等许多慢性疾病的发展有关。法兰克福歌德大学(Goethe University Frankfurt)的科学家们通过对老鼠的研究发现,氧自由基反过来也可以降低患癌症的风险,并减轻对遗传分子DNA的损害。
最初,氧自由基(reactive oxygen species,简称ROS)被认为只对人体有害。例如,它们是通过吸烟或紫外线辐射产生的。由于它们的高反应性,它们可以破坏细胞中的许多重要分子,包括遗传分子DNA。因此,存在炎症反应和受影响细胞变性为癌细胞的风险。
然而,由于活性氧的破坏性作用,机体也会有意地产生活性氧,例如免疫细胞或肺上皮细胞,它们会破坏带有活性氧的入侵细菌和病毒。这需要相对较高的ROS浓度。另一方面,在低浓度时,ROS作为信号分子起着重要的作用。为了完成这些任务,ROS是由一整组酶专门产生的。这类酶的一个代表是Nox4,它持续产生少量的H2O2。Nox4存在于几乎所有的体细胞中,其产物H2O2维持着大量的特化信号功能,例如抑制炎症反应。
法兰克福歌德大学(Goethe University Frankfurt)的研究人员在Katrin教授的带领下发现,通过产生H2O2, Nox4甚至可以防止癌症的发展。他们检测了由于基因修饰而不能产生Nox4的小鼠。当这些老鼠暴露于致癌的环境毒素(致癌物)时,它们长出肿瘤的可能性增加了一倍。由于小鼠患有非常不同类型的肿瘤,如皮肤肉瘤和结肠癌,研究人员怀疑Nox4对细胞健康有根本影响。
分子研究表明,由Nox4形成的H2O2保持级联反应,阻止某些重要的信号蛋白(磷酸酶)进入细胞核。如果Nox4和H2O2缺失,这些信号蛋白就会迁移到细胞核中,因此很难识别出严重的DNA损伤。
严重的DNA损伤——例如双链断裂——每天都会在身体的某个地方发生。细胞对这种DNA损伤反应非常敏感,启动了一整套修复酶。如果这没有帮助,细胞就会激活细胞死亡程序,这是身体预防癌症的一种措施。当这种损伤未被识别时,就像在没有Nox4的情况下发生的那样,它会刺激癌症的形成。
Katrin教授解释了研究结果:“如果Nox4缺失,因此就没有H2O2,细胞就不再识别DNA损伤。突变不断积累,受损细胞继续繁殖。如果加入一种环境毒素,对DNA造成巨大损害,损伤就不再被识别和修复。受影响的细胞也不会被消灭,而是会迅速繁殖,有时会失控,最终导致肿瘤的发展。少量的H2O2因此维持了细胞内的平衡,从而保护细胞不变性。”
# # #
生物通 版权所有