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氧自由基如何预防癌症

导读 法兰克福最初,氧自由基-活性氧,简称ROS-被认为对人体完全有害。它们例如通过吸烟或紫外线辐射产生。由于它们的高反应性,它们可以破坏细

法兰克福最初,氧自由基-活性氧,简称ROS-被认为对人体完全有害。它们例如通过吸烟或紫外线辐射产生。由于它们的高反应性,它们可以破坏细胞中的许多重要分子,包括遗传分子DNA。结果,存在发炎反应和受影响的细胞退化成癌细胞的风险。

然而,由于它们的破坏作用,ROS也由人为故意产生,例如由免疫或肺上皮细胞产生,其破坏了具有ROS的入侵细菌和病毒。这需要相对较高的ROS浓度。另一方面,在低浓度下,ROS作为信号分子起着重要的作用。对于这些任务,ROS是由一整套酶专门产生的。这种酶的代表之一是Nox4,它连续产生少量的H2O2。在几乎所有的人体细胞中都发现了Nox4,其产物H2O2维持了许多专门的信号传导功能,例如有助于抑制炎症反应。

由KatrinSchröder教授领导的法兰克福歌德大学的研究人员现在发现,通过产生H2O2,Nox4甚至可以预防癌症的发展。他们检查了由于基因修饰而无法产生Nox4的小鼠。当这些小鼠暴露于致癌的环境毒素(致癌物)时,它们发生肿瘤的可能性加倍。由于小鼠患有非常不同类型的肿瘤,例如皮肤肉瘤和结肠癌,因此研究人员怀疑Nox4对细胞健康具有根本影响。

分子研究表明,由Nox4形成的H2O2保持级状态,从而阻止某些重要的信号蛋白(磷酸酶)进入细胞核。如果没有Nox4,因此不存在H2O2,则那些信号蛋白会迁移到细胞核中,因此,很难识别出严重的DNA损伤。

每天在体内某处会发生严重的DNA损伤(例如双链断裂)。细胞对这种DNA损伤反应非常灵敏,使整个修复酶都处于运动状态。如果这样做没有帮助,细胞会激活其细胞死亡程序-一种预防癌症的机体措施。当这种损伤变得无法识别时(如在没有Nox4的情况下发生的情况),它会促进癌症的形成。

卡特琳·施罗德(KatrinSchröder)教授解释了该研究结果:“如果Nox4缺失,因此不存在H2O2,细胞将不再识别DNA损伤。突变不断积累,受损细胞将继续繁殖。如果添加了会严重破坏DNA的环境毒素,受损的细胞不再被消除和修复,受影响的细胞也没有被消除,而是繁殖,有时非常迅速且不受控制,最终导致肿瘤的发展,因此少量的H2O2可以维持细胞内部的平衡,从而保护细胞细胞退化。”

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