氧化剂或能帮助减缓细胞的衰老过程！
近日，一项刊登在国际杂志eLife上题为“Peroxiredoxin promotes longevity and H2O2-resistance in yeast through redox-modulation of protein kinase A”的研究报告中，来自查尔姆斯理工大学等机构的科学家们通过研究发现，氧化剂或能有效减缓机体细胞的衰老过程。
在高浓度下，被称为氧化剂的活性氧对所有生物体的细胞都是有害的，然而研究人员发现，低水平的氧化剂（过氧化氢）或能刺激一种特殊酶类来帮助减缓酵母细胞衰老。
图片来源：Martina Butorac/Chalmers University of Technology
如维生素C和维生素E等抗氧化剂的益处是有效中和机体中的活性氧自由基（即所谓的氧化剂），否则，就会与机体中其它重要分子发生反应并破坏生物学功能，比如大量的氧化剂会对DNA、细胞膜和蛋白质产生严重的损害。因此，机体的细胞发展出了强大的防御性机制来摆脱这些在机体正常新陈代谢过程中所产生的氧化剂。
以前人们认为，氧化剂是有害的，但最近科学家们才开始理解原来它是有积极的一面。实际上， 氧化剂（过氧化氢）能够减缓酵母细胞的衰老速度，说起这种物质，是一种作用于头发、牙齿美白等功效的化学物质，同样是机体新陈代谢产生的一种氧化剂，但是，在较高浓度下会变成有害物质。
文章中，研究人员对名为Tsa1的酶类进行了深入研究，Tas1是一组被称为抗氧化蛋白（peroxiredoxins）的抗氧化剂的一部分。研究者Mikael Molin说道，此前对这些酶类的研究结果表明，该酶能参与酵母细胞抵御有害氧化剂的过程中去，当抗氧化蛋白被用于卡路里限制时，还能帮助延长细胞的寿命，但研究人员并不清楚其背后的分子机制。
如今研究人员知道，减少卡路里的摄入能够明显延长多种有机体的寿命（从酵母到猴子等），当获取比正常情况下更少热量的食物时，刺激抗氧化蛋白的活性或能减缓诸如酵母、果蝇和线虫等有机体细胞的衰老。
如今，研究人员发现了Tas1的新功能。此前研究者认为，这种酶类能够简单地中和活性氧自由基，但他们发现，Tas1实际上需要一定量的过氧化氢来诱发，从而才能参与到减缓酵母细胞的衰老过程中。
不可思议的是，Tsa1并不会影响老化酵母细胞中过氧化氢的水平。相反，当细胞获得较少热量时，Tsa1就能利用少量的过氧化氢来降低中央信号通路的活性，这种效应最终会导致细胞分裂、甚至与细胞基本元件形成的相关过程也会减慢，细胞抵御压力的防御反应会被激发，促进细胞衰老更慢。
研究者Mikael Molin表示，受卡路里摄入所影响的信号通路或能通过感知多种细胞过程，并控制细胞过程在机体衰老过程中扮演关键角色，通过对这一过程进行研究，研究人员希望能够阐明常见疾病发生背后的分子机制，比如癌症、阿尔兹海默病和糖尿病等。
图片来源：Mikael Molin/Chalmers University of Technology
实际上，如今研究人员在理解氧化剂到底是如何真正减缓机体衰老过程的背后分子机制又向前迈进了一步，这或许有望帮助他们开展一些新研究。
这项研究中，研究人员揭示了抗氧化蛋白酶类Tsa1直接控制中央信号通路的分子机制，其能够通过氧化名为蛋白激酶A的另外一种酶类中的氨基酸来帮助减缓机体衰老，蛋白激酶A对于机体的代谢调节非常重要，这种氧化作用能通过使与其它分子结合的酶类的一部分变得不稳定来降低蛋白激酶A的活性。因此，通过蛋白激酶A所介导的营养信号就会被降低，从而下调细胞的分裂并刺激机体抵御压力的防御性反应。
其它研究结果还表明，低水平的活性氧自由基还与多种积极性的健康效应直接相关。这些氧化剂是在线粒体中形成的，在包括从酵母到小鼠等多种生物体中，研究人员都能够观察到线粒体低毒兴奋效应(mitohormesis)。
在小鼠机体中，肿瘤的生长就能被线粒体的低毒兴奋效应所减缓，而在线虫中，研究人员则能将抗氧化蛋白与线粒体低毒兴奋效应与2型糖尿病药物二甲双胍减缓细胞衰老的能力关联起来，其中一种理论就认为，二甲双胍或能抵消受老化所影响的机体免疫系统的恶化表现。
原始出处：
【1】Friederike Roger， Cecilia Picazo， Wolfgang Reiter， et al. Peroxiredoxin promotes longevity and H2O2-resistance in yeast through redox-modulation of protein kinase A， eLife (2020). doi：10.7554/eLife.60346
【2】Cassandra Willyard. How anti-ageing drugs could boost COVID vaccines in older people， Nature 586， 352-354 (2020) doi：10.1038/d41586-020-02856-7
【3】Cell aging can be slowed by oxidants
by Chalmers University of Technology