许多食品常被宣传其抗氧化特性。抗氧化剂可以对抗所谓的活性氧（ROS），这些化学反应分子会扰乱人体细胞中脂质、蛋白质和DNA的正常功能。ROS的积累会促进年龄相关疾病的发展，包括癌症，因此保持氧化剂/抗氧化剂平衡至关重要。最近发表在《Blood》杂志上的一篇文章中，大阪大学及其他日本机构的研究人员描述了硒蛋白的关键抗氧化作用，以及其生产中断如何影响各种细胞类型和造血作用（即血细胞的生成）。
人体细胞中有25种不同的硒蛋白。这些抗氧化酶有助于将危险的ROS（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会影响关键的造血干细胞（HSCs），这一现象在衰老疾病中有所观察。
“我们观察到老化的HSCs经常表现出硒蛋白合成受损的现象，但尚不清楚这如何导致细胞老化，以及是否可以逆转，”该研究的共同第一作者Yumi Aoyama表示。“我们认为硒蛋白是抗氧化系统中对抗HSCs年龄相关变化的关键部分。”
为了验证这一点，研究团队使用了一种特定基因敲除的小鼠模型，导致硒蛋白生产中断。他们随后检查了这对不同细胞类型的影响，发现敲除对HSCs和B细胞系免疫细胞（一种白细胞）有负面影响，但对髓系细胞（另一类免疫细胞）影响不大。
“最显著的结果是B淋巴细胞减少症，这意味着B细胞的数量少于预期，”另一位共同第一作者Hiromi Yamazaki解释道。“HSCs还表现出自我更新能力受限。”
这些观察结果，加上这些细胞类型中与衰老相关的基因表达水平增加，与年龄相关疾病中常见的现象一致。进一步研究表明，这些效应是由脂质过氧化驱动的。此外，来自小鼠模型的细胞实验表明，硒蛋白合成的中断支持B祖细胞转向髓系细胞家族。
“我们的数据显示，当硒蛋白的保护作用丧失时，存在明显的谱系特异性效应，”该研究的高级作者Daichi Inoue表示。“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。”
研究人员还通过喂养实验研究了造血机制。他们发现饮食中的维生素E可以保护造血，并有能力修复受损的B细胞分化。
这项研究表明硒蛋白的抗氧化功能及其如何确保适当的HSC自我更新和B细胞系免疫细胞成熟。由于敲除小鼠表现出与老化正常小鼠相似的表型，研究结果展示了如何解决硒蛋白生产相关问题可能有助于对抗年龄相关疾病。
图1：硒蛋白保护造血干细胞的干性和B细胞系成熟。硒蛋白合成中断再现了老化表型。随着年龄的增长，脂质过氧化的积累发生在特定的细胞环境中和谱系中。在这样的氧化应激下，B细胞祖细胞获得了髓系特征。（图由BioRender.com创建）
图2：Trsp基因缺失导致硒蛋白合成中断。（图由BioRender.com创建）
图3：将CD45.2+对照组或Trsp KO小鼠的B祖细胞移植到致死性照射的CD45.1+受体中。Trsp KO B祖细胞在受体骨髓中显示出显著的髓系细胞生成潜力。（图由BioRender.com创建）
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