科学家们表明细胞通过长期增加抗氧化剂和能量产生来适应短暂的压力源

我们都听到了这样一句话：“不杀你的东西让你变得强大。”现在，由Salk研究所科学家领导的研究表明，为什么在细胞水平上这可能是真的。研究小组报告说，短暂暴露于压力源可能是有益的，因为它促使细胞引发抗氧化剂的持续产生，这些分子有助于摆脱与正常新陈代谢相关的有毒细胞积聚。

这项研究发表于2018年8月16日的细胞代谢杂志上，该研究还表明，对细胞的短期压力会导致线粒体重塑，细胞的能量随着年龄的增长而恶化，因此它们产生的有毒副产物较少。这些发现可能会导致新的方法来抵抗衰老的细胞效应，甚至可能延长寿命。

“这项研究的新颖之处在于，我们已经建立了一个模型，在这个模型中，我们可以以可逆的方式关闭线粒体中的抗氧化剂生成，”该论文的高级作者Salk教授Gerald Shadel说。“因此，我们能够在特定的时间窗口内引发这种压力，看看细胞是如何反应的。”

在将食物转化为化学能的过程中，线粒体产生一种叫做超氧化物的化学物质，它在细胞中起着关键作用，但如果它积聚就会产生毒性。出于这个原因，线粒体还产生酶 - 超氧化物歧化酶，或SOD-将超氧化物转化为毒性较低的形式。

Shadel想知道发育早期线粒体超氧化物引起的短期细胞应激如何影响生命后期的健康。因此，他带领耶鲁大学医学院和阿巴拉契亚州立大学的一组研究人员开发了一种短时间关闭SOD酶的方法，以研究细胞和动物如何应对有毒物质累积的细胞应激。

在子宫内的一组遗传上相同的小鼠中，当酶失活时，一半具有SOD的分子“关闭”开关经历短暂的应激。在小鼠出生并继续长大到成年后，两组看起来非常相似。但是，当他们四周大的时候采集的肝脏样本讲述了一个截然不同的故事：SOD酶被短暂关闭以引发线粒体压力的小鼠 - 令人惊讶地 - 抗氧化剂水平更高，线粒体更多，超氧化物积累更少。没有经历过压力。此外，在培养皿中生长的细胞，其中一半含有SOD开关，显示出相同的结果：从细胞角度来看，那些经历短暂应激的细胞变得具有抗逆性和健康性。

当研究小组分析了所有小鼠的实验室培养皿和肝脏样本中哪些基因被激活时，他们在SOD组中发现了意想不到的分子途径，它们重新编程线粒体以产生更少的毒性分子，同时增加细胞的抗氧化剂容量。

这项工作表明，短期线粒体压力可能导致长期适应(一种称为“线粒体病”的概念)，可以使细胞保持更长时间的健康，避免衰老和疾病。Shadel接下来计划研究这里阐明的机制是否可以延缓哺乳动物衰老的影响。

拥有Audrey Geisel生物医学科学主席的Shadel补充说：“我们很高兴能够测试我们将在这个新的小鼠模型中阐明的独特的线粒体病信号传导途径是否可以用于预防常见的年龄相关疾病，如癌症，阿尔茨海默氏症和心脏病疾病。”

郑重声明：本文版权归原作者所有，转载文章仅为传播更多信息之目的，如有侵权行为，请第一时间联系我们修改或删除，多谢。