【Cell細胞】重磅！科學家發現硒或能有效保護大腦中特殊類型的神經元！
2022.12.18
200年前，瑞典科學家Jons Jacob Berzelius就發現了微量元素硒，當時他以月亮女神的名字Selene來對硒進行命名，除了工業應用外，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，來自德國環境健康研究中心（Helmholtz Zentrum Munchen）的科學家通過研究首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
多年以來科學家們一直在調查一種新的細胞死亡方式，即鐵死亡（ferroptosis）；研究人員發現，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，研究者發現，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神經并發癥。
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元亞群，當包含硒的GPX4缺失時這種特殊神經元就會消失，深入研究后研究者人員發現，在出生后的發育階段，當用硒替代硫的酶類GPX4缺失時小鼠大腦中的特殊神經元就會缺失。
此外，研究人員還發現，氧化性應激能夠有效誘發鐵死亡發生，當細胞處于高代謝活性和較高的神經元活動期間就會出現氧化性應激反應，本文研究首Ci發現，硒對于機體特殊類型的中間神經元在出生后的發育非常必要，含有硒的GPX4酶能夠保護這些特殊的神經元細胞免于氧化性應激壓力以及鐵死亡發生。
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查細胞中鐵死亡發生的機制，作為一個長期目標，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
