美國羅切斯特大學醫(yī)學院(University of Rochester)生物醫(yī)學遺傳學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)促進天然抗氧化活性化合物的一道門。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《發(fā)育細胞》(Developmental Cell)雜志上。
領(lǐng)導(dǎo)這一研究的是生物醫(yī)學遺傳學教授Dirk Bohmann,他也是一位研究果蠅的遺傳學專家,希望能通過研究果蠅達到提高人類健康的目的。他表示,“這是機體用以對抗致癌因素的主要機制之一,它將幫助細胞進入一種抗氧化的防御模式,藥物發(fā)展及實驗是相對耗費金錢和時間的,這項工作將加速針對預(yù)防癌癥的新藥的研發(fā)。”
化學信號系統(tǒng)是機體用于防御毒性攻擊,像是香煙煙氣、柴油排氣或者面臨危險微生物的威脅時的主要途徑。研究發(fā)現(xiàn),一種稱為KEAP1(胞漿蛋白伴侶分子)的基因能感知危險,并釋放出NRF2,啟動細胞內(nèi)的抗氧化活性--NRF2,即核細胞系因子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,可以通過正向促進基因的表達,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。
科學家們已對存在于人類、嚙齒類和斑馬魚體內(nèi)的機制有所了解,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)開啟細胞防御系統(tǒng)。
這種防御包括激活硫氧還蛋白(thioredoxins)和谷胱甘肽轉(zhuǎn)硫酶(Glutathione S-transferases,簡稱GSTs,是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),這些抗氧化劑能幫助細胞躲避環(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)。
在這項研究中,Bohmann和Sykiotis利用基因工程讓果蠅發(fā)出了綠色熒光,當果蠅帶有更多活性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。”
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