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Cell:重磅!首次发现硒或能有效保护大脑中特殊类型的神经元!

来源:本站原创 2018-01-03 23:14

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2018年1月4日 讯 /生物谷BIOON/ --200年前,瑞典科学家Jons Jacob Berzelius就发现了微量元素硒,当时他以月亮女神的名字Selene来对硒进行命名,除了工业应用外,硒还是人类、许多动物以及一些细菌维持机体健康的必须元素,近日,来自德国环境健康研究中心(Helmholtz Zentrum Munchen)的科学家通过研究首次阐明了为何硒是哺乳动物机体的一种限制因子,相关研究刊登于国际杂志Cell上。

图片来源: Ingold et al., Cell, 2017

多年以来科学家们一直在调查一种新的细胞死亡方式,即铁死亡(ferroptosis);研究人员发现,酶类GPX4在铁死亡过程中就扮演着重要角色,GPX4在其硒半胱氨酸的氨基酸形式中含有硒;为了能够更好地理解GPX4在铁死亡过程中的作用,研究人员建立了GPX4酶类被修饰的小鼠模型并对该模型进行了深入研究,在其中一种模型中,研究者发现,携带特殊形式GPX4(GPX4中硒替代硫)的小鼠并不会存活超过3周,主要原因可能是小鼠会出现神经并发症。

为了寻找背后的原因,研究人员在小鼠的大脑中鉴别出了一种特殊类型的神经元亚群,当包含硒的GPX4缺失时这种特殊神经元就会消失,深入研究后研究者人员发现,在出生后的发育阶段,当用硒替代硫的酶类GPX4缺失时小鼠大脑中的特殊神经元就会缺失。

此外,研究人员还发现,氧化性应激能够有效诱发铁死亡发生,当细胞处于高代谢活性和较高的神经元活动期间就会出现氧化性应激反应,本文研究首次发现,硒对于机体特殊类型的中间神经元在出生后的发育非常必要,含有硒的GPX4酶能够保护这些特殊的神经元细胞免于氧化性应激压力以及铁死亡发生。

研究者Marcus Conrad表示,本文研究还解释了为何特定的含硒酶对于某些有机体非常必要,包括哺乳动物等,而对于某些有机体则是可有可无的,比如真菌和一些高等植物等;后期研究人员还希望通过更为深入的研究来调查细胞中铁死亡发生的机制,作为一个长期目标,研究人员还想阐明铁死亡在多种疾病状况下所扮演的角色,从而为开发有效缓解或治疗疾病的新型疗法提供新的思路和研究线索,比如癌症或神经变性疾病等。(生物谷Bioon.com)

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原始出处:

Irina Ingold, Carsten Berndt, Sabine Schmitt, et al. Selenium Utilization by GPX4 Is Required to Prevent Hydroperoxide-Induced Ferroptosis. Cell, 2017; DOI: 10.1016/j.cell.2017.11.048

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