科学家识别脑自然抗氧化防御的开关

Dana-Farber癌症研究所的科学家们已经发现，他们已经发现了大脑如何转向旨在保护其神经细胞免受毒性的“自由基”的系统，这是一种细胞代谢的废物，这一点在一些退行性的脑病，心脏病发作，中风，癌症和老化。

研究人员说，可能有可能使用药物来加强大脑中的抗氧化系统作为帕金森，亨廷顿和阿尔茨海默氏症和可能的其他疾病的目前无法治愈的疾病。

使用小鼠模型的Dana-Farber的Bruce Spiegelman，PHD和同事发现，当自由基或反应性氧物种开始积累时，使用小鼠模型的调节蛋白PGC-1A，在抗氧化系统上开关。据信，一些大脑疾病涉及保护系统的失败，作者报告报告培养细胞中的PGC-1A对高水平保护它们抗神经毒素。该调查结果将在10月20日期刊中报告细胞。

Spiegelman说:“这可能对活性氧涉及的许多疾病有广泛的影响。”抗氧化剂补充剂在治疗神经退行性疾病方面取得了一些成功，但Spiegelman指出，PGC-1a引发的过程“是大自然的做法”。

研究人员目前正在筛选药物，寻找能够刺激脑细胞中PGC-1a表达的化合物，并探索是否会导致任何有害的副作用。PGC-1a是1998年在Spiegelman’s Dana-Farber实验室发现的转录共激活子。随后，人们发现它在代谢过程和肌肉功能中起着重要的调节作用，同时也是糖尿病的罪魁祸首。

该报告首次证实，PGC-1a既能驱动线粒体产生能量，又能触发清除积聚在细胞中作为副产品的有毒自由基。随着过量自由基的积累，它们的毒性使细胞处于“氧化应激”状态，这促使细胞产生更多的PGC-1a，而PGC-1a反过来又刺激抗氧化防御行动。

“通过这种机制，体内可以加速线粒体形成，同时抑制反应性氧物种的产生，这已知是对细胞的严重损害，”Spiegelman解释说，他也是哈佛的细胞生物学教授医学院。在这方面，可以将细胞与自清洁烘箱进行比较 - 但是随着年龄和某些疾病而变得效率较低的细胞。

因此，研究人员说，对人体自身抗氧化系统的一种特定调节器的新发现可能会带来对许多疾病更有效的治疗，甚至可能延缓衰老的某些影响。

在之前的实验中，Spiegelman和其他人培育了缺乏PCG-1a基因的小鼠。正如预期的那样，PCG-1a的缺失导致小鼠的新陈代谢出现异常——它们的运动能力减少，并且对寒冷极其敏感。但科学家们没有预料到的是，老鼠的大脑中有神经退行性病变，行为异常:这是一个线索，没有PGC-1a，细胞的“自我清洁”机制没有被正常激活，使老鼠更容易受到反自由基的脑损伤。

在目前的研究中，Spiegelman和他的同事们将缺乏PGC-1a的正常小鼠和啮齿动物暴露于一种能加速自由基产生的神经毒素中。没有PGC-1a基因的小鼠遭受了更多的脑损伤，因为它们无法开启抗氧化防御。

最后，为了研究大脑中的PGC-1A活性是否会用于防止氧化应激，科学家们在实验室中导致小鼠脑细胞和人脑细胞，以正常的PCG-1A制成40倍。它们将细胞暴露于增加量或过氧化氢的量，化学品，导致氧化应激和细胞损伤。结果：许多脑细胞幸存下来，没有细胞没有额外的PGC-1A活动，以增加他们的防御。

因为PGC-1a已经显示在线粒体加快能源生产和抑制产生的自由基,“这几乎是一个理想的蛋白质控制或限制损失出现在神经退行性疾病,与有缺陷的线粒体功能相关,”作者写道。因此，发现能增加大脑中PGC-1a含量的药物“可能代表了一种新的治疗模式，可以治疗一系列常见的疾病，而且目前只有边缘疗法。”

资料来源：Dana-Farber癌症研究所

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