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增大氧化還原應(yīng)激信號(hào)閾值（RST）促進(jìn)健康衰老

來源：泰然健康網(wǎng) 時(shí)間：2024年12月02日 19:05

　　眾所周知，活性氧（reactive oxygen species, ROS）在生命活動(dòng)中扮演著雙重角色：有時(shí)候發(fā)揮有益的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)作用，有時(shí)候?qū)ι锎蠓肿雍图?xì)胞發(fā)揮有害的損傷作用，這種雙重特性引起了廣泛的關(guān)注，前者被定義為oxidative eustress, 后者定義為oxidative distress. 然而，如何區(qū)分這兩種作用至今仍不清楚。中國科學(xué)院生物物理研究所陳暢課題組提出并定義了區(qū)分這兩種作用的氧化還原應(yīng)激信號(hào)閾值（Redox-stress Signaling threshold, RST）概念，利用線蟲模型定量描述了該閾值并發(fā)現(xiàn)通過早期刺激增大RST可以促進(jìn)線蟲健康衰老。這篇題為"Identification of the Redox-stress Signaling Threshold (RST): increased RST helps to delay aging in C. elegans"的研究論文近日在《Free Radical Biology and Medicine》在線發(fā)表。

　　為了識(shí)別并定量刺激誘導(dǎo)的ROS從有益作用轉(zhuǎn)變?yōu)橛泻ψ饔玫拈撝?，陳暢課題組研究人員以秀麗隱桿線蟲為模型，用不同濃度百草枯（PQ）誘導(dǎo)的氧化應(yīng)激對(duì)線蟲壽命的不同影響來描述和定量閾值。研究發(fā)現(xiàn)，存在一個(gè)PQ的節(jié)點(diǎn)濃度，低于這個(gè)濃度的PQ誘導(dǎo)產(chǎn)生的氧化應(yīng)激能延長(zhǎng)壽命，而超過這個(gè)濃度的PQ誘導(dǎo)產(chǎn)生的氧化應(yīng)激對(duì)線蟲的生存是有害的。該研究量化并定義了這個(gè)閾值節(jié)點(diǎn)，命名為"氧化還原應(yīng)激信號(hào)閾值（Redox-stress Signaling threshold, RST）"。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，生命早期的幾種不同刺激，包括饑餓、運(yùn)動(dòng)和熱刺激，可以增大RST，增大RST可以提高細(xì)胞或個(gè)體的氧化還原應(yīng)激反應(yīng)能力（Redox-stress Response Capacity, RRC），從而促進(jìn)健康衰老。

　　在正常衰老過程中，ROS濃度很容易達(dá)到閾值，引起氧化損傷，導(dǎo)致衰老。而早期刺激可以增加閾值，擴(kuò)大ROS信號(hào)作用的范圍。所以，相同的ROS濃度可以保持在有利的信號(hào)作用范圍內(nèi)，也就是說，線蟲有更高的氧化刺激反應(yīng)能力。該研究發(fā)現(xiàn)了RST是生物體的一個(gè)屬性，是確定生物體響應(yīng)氧化還原刺激能力的重要參數(shù)，并且發(fā)現(xiàn) RST具有可塑性。通過早期刺激增大閾值將是促進(jìn)健康衰老的有效策略。在氧化應(yīng)激與衰老研究中，以往主要通過補(bǔ)充抗氧化劑來減少氧化損傷以達(dá)到抗衰老的目的，是損傷發(fā)生后的一種補(bǔ)救方法。而該研究中采取的通過增加RST改善RRC，從而促進(jìn)健康衰老的策略是一種自主的避免氧化損傷從而延緩衰老的主動(dòng)健康策略，具有重要意義。相關(guān)機(jī)制及在高等動(dòng)物中的研究正在進(jìn)行中。

　　中國科學(xué)院生物物理所陳暢研究員為本文的通訊作者。副研究員孟姣為本文的第一作者。該課題獲得國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、中國科學(xué)院重點(diǎn)戰(zhàn)略研究計(jì)劃先導(dǎo)B、國家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目的資助。