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Cell Reports:大量抗氧化剂恐会对神经干细胞有害

来源:生物谷 2015-06-15 13:36

2015年6月15日 讯 /生物谷BIOON/ --根据赫尔辛基大学的分子神经学研究项目中的Anu Wartiovaara研究小组的一项研究表明,干细胞对氧自由基和抗氧化剂尤为敏感。该项研究由研究人员Riikka Martikainen发表在2015年5月28日《Cell Reports》上。

线粒体是细胞能量工厂,它可使用氧气产生能量。在该过程中可产生一种副产品也就是活性氧。过多的氧自由基会引起细胞损伤,但少量的氧自由基是必须的,因为它们是一种重要的胞信号分子。氧自由基的一个主要功能是控制干细胞的功能。抗氧化剂广泛用于阻止活性氧的作用,因为活性氧会对身体造成一定的损害。为了增强抗氧化剂的作用效果,一些新的抗氧化剂会针对性的积累到线粒体中。

目前的研究显示,少量增加氧自由基不会直接导致细胞损伤,但是它们会干扰干细胞内细胞信号转导,并且会导致它们的多能性属性减少。抗氧化剂治疗能够改善这些干细胞的多能性属性。然而,令人惊讶的是,研究人员发现,特别是在神经干细胞中,一种针对线粒体的抗氧化剂显示存在剂量依赖的毒性作用。

抗氧化剂作为膳食补充剂是很常见的,但它对干细胞的影响了解甚少。这项新的研究显示,大剂量的抗氧化剂对神经干细胞可能是有害的。所以,研究人员对干细胞研究应该做靶向线粒体的抗氧化剂安全性评估。

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mtDNA Mutagenesis Disrupts Pluripotent Stem Cell Function by Altering Redox Signaling

Riikka H. Hämäläinen, Kati J. Ahlqvist, Pekka Ellonen, Maija Lepistö, Angela Logan, Timo Otonkoski, Michael P. Murphy, Anu Suomalainen.

Summary mtDNA mutagenesis in somatic stem cells leads to their dysfunction and to progeria in mouse. The mechanism was proposed to involve modification of reactive oxygen species (ROS)/redox signaling. We studied the effect of mtDNA mutagenesis on reprogramming and stemness of pluripotent stem cells (PSCs) and show that PSCs select against specific mtDNA mutations, mimicking germline and promoting mtDNA integrity despite their glycolytic metabolism. Furthermore, mtDNA mutagenesis is associated with an increase in mitochondrial H2O2, reduced PSC reprogramming efficiency, and self-renewal. Mitochondria-targeted ubiquinone, MitoQ, and N-acetyl-L-cysteine efficiently rescued these defects, indicating that both reprogramming efficiency and stemness are modified by mitochondrial ROS. The redox sensitivity, however, rendered PSCs and especially neural stem cells sensitive to MitoQ toxicity. Our results imply that stem cell compartment warrants special attention when the safety of new antioxidants is assessed and point to an essential role for mitochondrial redox signaling in maintaining normal stem cell function.

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