2017年7月13日,著名医学资讯网站ScienceDaily刊登了一篇题为:“科学家们开发出实时监测谷胱甘肽新方法”的文章,为衰老性疾病的研究提供了新的思路。
谷胱甘肽是细胞中最丰富的天然抗氧化剂。它能保护机体不受损害,并调节许多重要的功能,包括细胞增殖和死亡,遗传物质和蛋白质的合成,以及激活基因的表达。然而,这些功能受到机体内谷胱甘肽浓度变化的调节,现有的方法还不能对细胞内谷胱甘肽水平进行实时监测。
美国德克萨斯州贝勒(Baylor)医学院和莱斯(Rice)大学的研究人员将该谷胱甘肽领域的研究向前推进了一步。他们开发了一种被称之为“RealThiol”的荧光探针,可以测量活细胞中谷胱甘肽浓度的实时变化。该研究发表在《Nature》杂志上,这为研究谷胱甘肽在衰老、健康和疾病方面所起的作用,如癌症、阿尔茨海默氏症、帕金森病、心血管疾病和糖尿病等,提供了一种新的工具。
该研究的作者、贝勒(Baylor)大学的药理学与化学生物学副教授、分子和细胞生物学副教授王金(Jin Wang,音译)博士指出:“到目前为止,测定细胞内谷胱甘肽水平的方法只能做到检测某一时间点的浓度。”他表示:“我们希望开发一种方法,让生物学家能够观测到细胞内谷胱甘肽的浓度是如何实时变化的。”
以往的检测方法是基于不可逆的化学反应,捕捉到的只是某一时间点细胞内谷胱甘肽总数的一次性快照。王博士是一名物理有机化学家,他的同事们正在探索能够捕获和释放谷胱甘肽的可逆化学反应,以便在同一个细胞内能够进行多次测定。
王博士介绍说:“已有其他研究人员成功地运用可逆化学反应的方法开发出化学探针,用于测定细胞中钙和锌的动态变化。然而,对于测定谷胱甘肽来说,有些研究人员认为这种方法是不可能实现的。”
王博士和他的同事曾在2015年发表了一篇研究证据,证明可逆反应的方法可以用来检测谷胱甘肽。目前发表的研究则是进一步研究的成果。
王博士指出:“这项研究的主要贡献在于对探针进行的优化,使反应速度更快。我们可以在一分钟内完成正反应和逆反应,以便在活细胞中对谷胱甘肽的动态变化进行跟踪。”此外,“该方法需要的探查量非常少,毒性也很小,对细胞的抗氧化能力的影响很小,而且可以用于各种情况,从显微镜到细胞分类实验。”
研究人员利用该方法检测了活体神经元增强的抗氧化能力,以及在细胞死亡过程中发生的动态谷胱甘肽变化。王博士的研究团队目前正在开发一种具有不同亚细胞特异性的谷胱甘肽探针。我们有理由期待,这些新的工具系列的发明,对于制定谷胱甘肽介导的疾病治疗的新策略有可能产生潜在的积极影响。
(环球医学编辑:杨殿平 )
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