【Cell細胞】重磅！科學(xué)家發(fā)現(xiàn)硒或能有效保護大腦中特殊類型的神經(jīng)元！
2022.12.18
200年前，瑞典科學(xué)家Jons Jacob Berzelius就發(fā)現(xiàn)了微量元素硒，當(dāng)時他以月亮女神的名字Selene來對硒進行命名，除了工業(yè)應(yīng)用外，硒還是人類、許多動物以及一些細菌維持機體健康的必須元素，近日，來自德國環(huán)境健康研究中心（Helmholtz Zentrum Munchen）的科學(xué)家通過研究首Ci闡明了為何硒是哺乳動物機體的一種限制因子，相關(guān)研究刊登于國際雜志Cell上。
圖片來源： Ingold et al., Cell, 2017
多年以來科學(xué)家們一直在調(diào)查一種新的細胞死亡方式，即鐵死亡（ferroptosis）；研究人員發(fā)現(xiàn)，酶類GPX4在鐵死亡過程中就扮演著重要角色，GPX4在其硒半胱氨酸的氨基酸形式中含有硒；為了能夠更好地理解GPX4在鐵死亡過程中的作用，研究人員建立了GPX4酶類被修飾的小鼠模型并對該模型進行了深入研究，在其中一種模型中，研究者發(fā)現(xiàn)，攜帶特殊形式GPX4（GPX4中硒替代硫）的小鼠并不會存活超過3周，主要原因可能是小鼠會出現(xiàn)神經(jīng)并發(fā)癥。
為了尋找背后的原因，研究人員在小鼠的大腦中鑒別出了一種特殊類型的神經(jīng)元亞群，當(dāng)包含硒的GPX4缺失時這種特殊神經(jīng)元就會消失，深入研究后研究者人員發(fā)現(xiàn)，在出生后的發(fā)育階段，當(dāng)用硒替代硫的酶類GPX4缺失時小鼠大腦中的特殊神經(jīng)元就會缺失。
此外，研究人員還發(fā)現(xiàn)，氧化性應(yīng)激能夠有效誘發(fā)鐵死亡發(fā)生，當(dāng)細胞處于高代謝活性和較高的神經(jīng)元活動期間就會出現(xiàn)氧化性應(yīng)激反應(yīng)，本文研究首Ci發(fā)現(xiàn)，硒對于機體特殊類型的中間神經(jīng)元在出生后的發(fā)育非常必要，含有硒的GPX4酶能夠保護這些特殊的神經(jīng)元細胞免于氧化性應(yīng)激壓力以及鐵死亡發(fā)生。
研究者Marcus Conrad表示，本文研究還解釋了為何特定的含硒酶對于某些有機體非常必要，包括哺乳動物等，而對于某些有機體則是可有可無的，比如真菌和一些高等植物等；后期研究人員還希望通過更為深入的研究來調(diào)查細胞中鐵死亡發(fā)生的機制，作為一個長期目標(biāo)，研究人員還想闡明鐵死亡在多種疾病狀況下所扮演的角色，從而為開發(fā)有效緩解或治療疾病的新型療法提供新的思路和研究線索，比如癌癥或神經(jīng)變性疾病等。
原文出處：
Irina Ingold, Carsten Berndt, Sabine Schmitt, et al. Selenium Utilization by GPX4 Is Required to Prevent Hydroperoxide-Induced Ferroptosis. Cell, 2017; DOI: 10.1016/j.cell.2017.11.048
