生物谷報(bào)道：來自羅切斯特大學(xué)醫(yī)學(xué)院（University of Rochester,，生物谷注）生物醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)系的研究人員利用綠色熒光發(fā)現(xiàn)在人類以及其它動物中已獲得確認(rèn)的癌癥途徑在果蠅中也同樣起作用，從而開啟了更快,，更低成本研發(fā)促進(jìn)我們天然抗氧化活性的化合物的一道門，這一由美國國立癌癥研究院資助的研究成果公布在1月15日的Cell出版社旗下的Developmental Cell雜志上,。
領(lǐng)導(dǎo)這一研究的是生物醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)教授Dirk Bohmann博士,，他也是一位研究果蠅的遺傳學(xué)專家,，希望能通過研究果蠅達(dá)到提高人類健康的目的。他表示,，“這是機(jī)體用以對抗致癌因素的主要機(jī)制之一”,，“這將幫助細(xì)胞進(jìn)入一種抗氧化的防御模式，藥物發(fā)展及實(shí)驗(yàn)是相對耗費(fèi)金錢和時間的,，這項(xiàng)工作將加速針對預(yù)防癌癥的新藥的研發(fā),。”
兩只紫外光照射下的放大了的果蠅，右邊的果蠅曝露在一種稱為奧替普拉（oltipraz,，生物谷注）的化合物下,，這種化合物能激活一個主要的癌癥預(yù)防途徑，因此發(fā)出耀眼的綠光,；左邊的為對照組,。這一技術(shù)能幫助研究人員快速確定這一人體內(nèi)抗氧化活性的主要來源的途徑是關(guān)閉還是開啟。
圖片來源：羅切斯特大學(xué)醫(yī)學(xué)中心Dirk Bohmann
化學(xué)信號系統(tǒng)是機(jī)體用于防御毒性攻擊,，或者像是香煙煙氣,，柴油排氣，或者危險(xiǎn)微生物這樣的威脅的時候的主要途徑,，研究發(fā)現(xiàn),，一種稱為KEAP1（胞漿蛋白伴侶分子，生物谷注）的基因能感知危險(xiǎn),，并釋放出NRF2,，啟動細(xì)胞內(nèi)的抗氧化活性——NRF2，即核細(xì)胞系因子2相關(guān)因子,，是一種對氧化還原反應(yīng)敏感的轉(zhuǎn)錄因子,，可以通過正向促進(jìn)基因的表達(dá)，來轉(zhuǎn)錄翻譯產(chǎn)生一些抗氧化物,，異化解毒的酶類,、和藥物的高效外排泵。
Bohmann博士與其之前的博士后Gerasimos P. Sykiotis等人發(fā)展了一種研究NRF2途徑的新方法,，Sykiotis現(xiàn)在在劍橋醫(yī)學(xué)Novartis研究院校模式生物研究小組進(jìn)行有關(guān)人類疾病的果蠅模式NRF2信號途徑的研究,。
科學(xué)家們已對存在于人類，嚙齒類和斑馬魚有所了解了,，因此Bohmann和Sykiotis希望能在果蠅基因組中也能找到相關(guān)途徑,，他們發(fā)現(xiàn)一種稱為CNC（已研究發(fā)現(xiàn)用于決定果蠅頭部發(fā)育）的基因與NRF2作用相似，能在大范圍內(nèi)開啟細(xì)胞防御系統(tǒng),。
這種防御包括激活硫氧還蛋白（thioredoxins,，生物谷注）和谷胱甘肽轉(zhuǎn)硫酶（Glutathione S-transferases，簡稱GSTs,,，廣泛分布于哺乳動物,、植物,、鳥類、昆蟲,、寄生蟲及微生物體內(nèi)的一組多功能同工酶,，生物谷注），這些抗氧化劑能幫助細(xì)胞躲避環(huán)境中的毒性和有害分子,，但是與某些食物和維生素中常見的抗氧化劑不同——其作用在人體內(nèi)只暫時起作用,，Bohman指出，有關(guān)NRF2活性增加的一個基礎(chǔ)性的遺傳變化是一個不斷增大的抗氧化效應(yīng),。
在這項(xiàng)研究中,，Bohmann和Sykiotis利用基因工程讓果蠅發(fā)出了綠色熒光，當(dāng)果蠅帶有更多活性CNC的時候,，就能發(fā)出更耀眼的熒光,，從而幫助研究人員了解了這一途徑是否被激活，這種方法更方便,，也更直觀,。
Bohmann表示，“開啟我們的天然抗氧化開關(guān),，對于許多正在研發(fā)抗癌,，或者減緩衰老的大公司而言，是一個好消息”,，“同樣的遺傳機(jī)制對于許多生物都起作用,，從果蠅到嚙齒類動物,，再到人類,，我們希望我們的工具能加速這一研發(fā)過程，幫助更多的病患,。”
這是第一次發(fā)現(xiàn)這個早已了解的,，重要的抗氧化及癌癥預(yù)防途徑再延長生命方面的重要作用，這種新聯(lián)系也將為了解衰老和癌癥風(fēng)險(xiǎn)提供了更多信息,。
生物谷推薦原始出處：
Developmental Cell, Vol 14, 76-85, 15 January 2008
Article
Keap1/Nrf2 Signaling Regulates Oxidative Stress Tolerance and Lifespan in Drosophila
Gerasimos P. Sykiotis1,2 and Dirk Bohmann1,
1 Department of Biomedical Genetics, University of Rochester Medical Center, Rochester, NY 14642, USA
Corresponding author
Dirk Bohmann
[email protected]
Keap1/Nrf2 signaling defends organisms against the detrimental effects of oxidative stress and has been suggested to abate its consequences, including aging-associated diseases like neurodegeneration, chronic inflammation, and cancer. Nrf2 is a prominent target for drug discovery, and Nrf2-activating agents are in clinical trials for cancer chemoprevention. However, aberrant activation of Nrf2 by keap1 somatic mutations may contribute to carcinogenesis and promote resistance to chemotherapy. To evaluate potential functions of Keap1 and Nrf2 for organismal homeostasis, we characterized the pathway in Drosophila. We demonstrate that Keap1/Nrf2 signaling in the fruit fly is activated by oxidants, induces antioxidant and detoxification responses, and confers increased tolerance to oxidative stress. Importantly, keap1 loss-of-function mutations extend the lifespan of Drosophila males, supporting a role for Nrf2 signaling in the regulation of longevity. Interestingly, cancer chemopreventive drugs potently stimulate Drosophila Nrf2 activity, suggesting the fruit fly as an experimental system to identify and characterize such agents.
名詞解釋：
1.細(xì)胞信號
生物細(xì)胞所接受的信號有多種多樣,，從這些信號的自然性質(zhì)來說，可以分為物理信號,、化學(xué)信號和生物學(xué)信號等幾大
類,，它們包括光、熱,、紫外線,、X-射線、離子,、過氧化氫,、不穩(wěn)定的氧化還原化學(xué)物質(zhì),、生長因子、分化因子,、神經(jīng)遞質(zhì)和激素等等,。在這些信號中，最經(jīng)常,、最普遍,、最廣泛的信號應(yīng)該說是化學(xué)信號。這些化學(xué)信號可以分為三類,。
1,，內(nèi)分泌系統(tǒng)的激素
內(nèi)分泌系統(tǒng)將來自環(huán)境的信號傳達(dá)到生物體內(nèi)的各種器官和細(xì)胞，在整體上起著綜合調(diào)節(jié)生物體功能的作用,。它產(chǎn)生的化學(xué)信號是激素,。內(nèi)分泌系統(tǒng)的細(xì)胞產(chǎn)生的激素釋放到血液中，經(jīng)過血流的運(yùn)送到達(dá)靶細(xì)胞而發(fā)揮特別的作用,。這樣的傳遞方式叫內(nèi)分泌作用,。可見,，這種方式有幾個特點(diǎn)：A,，低濃度--激素在血流中的濃度被稀釋到只有10-8到10-10M。但是它依然能夠起作用,，而且低濃度對它們安全地發(fā)揮作用也是必須的,；B，全身性--即激素隨血流而擴(kuò)散到全身,，但是,，只被有它的受體的細(xì)胞接納和發(fā)揮作用；C,，長時效--激素產(chǎn)生后經(jīng)過漫長的運(yùn)送過程才起作用,；而且血流中微量的激素就足以維持長久的作用。
2,，神經(jīng)系統(tǒng)的神經(jīng)遞質(zhì)
在神經(jīng)系統(tǒng)中,，神經(jīng)細(xì)胞與其靶細(xì)胞之間形成一個叫突觸的有限結(jié)構(gòu)。突觸是神經(jīng)細(xì)胞胞體的延伸部分,，神經(jīng)細(xì)胞產(chǎn)生的神經(jīng)遞質(zhì)在突觸的終端釋放出來,。突觸后膜上有特殊的受體，突觸前面的細(xì)胞也有受體,，以調(diào)節(jié)神經(jīng)遞質(zhì)的釋放,。可見,，這種方式有作用時間短,、作用距離短和神經(jīng)遞質(zhì)濃度很高等特點(diǎn),。
3，生長因子和細(xì)胞因子等的旁分泌系統(tǒng)或者自分泌系統(tǒng)
近年發(fā)現(xiàn)有一個介于上述二者之間的中間型方式,，即某些細(xì)胞產(chǎn)生并分泌出細(xì)胞生命活動必需的生理活性物質(zhì),，這些物質(zhì)通過細(xì)胞外液的介導(dǎo)而作用于其產(chǎn)生細(xì)胞的鄰近細(xì)胞。當(dāng)這些物質(zhì)作用于異種細(xì)胞時,，叫旁分泌作用,；作用于同種細(xì)胞時，叫自分泌作用,。這樣的信號分子起著局部的化學(xué)調(diào)節(jié)劑作用,。
