许多使我们活着的过程也使我们处于危险之中。例如，我们细胞中产生能量的化学反应也会产生自由基，即从其他分子中窃取电子的不稳定分子。当产生过量时，自由基会造成附带损害，有可能引发癌症、神经变性或心血管疾病等功能障碍。
细胞通过合成抗氧化剂——中和自由基的化合物来解决这个问题。在一项新的研究中，来自美国洛克菲勒大学的研究人员发现了一种关键转运蛋白，它能将人体的主要抗氧化剂谷胱甘肽（GSH）运送到细胞的线粒体中，因为线粒体中的自由基会大量产生。这一发现为研究氧化应激及其破坏性影响提供了新的可能性。相关研究结果发表在2021年11月4日的Nature期刊上，论文标题为“SLC25A39 is necessary for mitochondrial glutathione import in mammalian cells”。
论文通讯作者、洛克菲勒大学助理教授Kivanç Birsoy说，“随着这种潜在转运蛋白的确定，我们如今可以控制进入线粒体的谷胱甘肽的数量，并专门研究氧化应激的来源。”
转运到线粒体中
为了避免氧化应激，细胞需要适当平衡其线粒体内自由基和抗氧化剂的水平，而线粒体是能量产生的地方。因为谷胱甘肽是在线粒体之外——细胞的细胞膜中产生的，所以这些作者想知道它首先是如何被运送到线粒体中的。
为了阐明这一过程，Birsoy及其团队监测了细胞中响应谷胱甘肽水平的蛋白表达。Birsoy说，“我们假设，谷胱甘肽是由一种转运蛋白转运的，这种转运蛋白的产生受谷胱甘肽的调节。因此，如果我们降低谷胱甘肽的水平，细胞应该通过上调这种转运蛋白进行补偿。”
该分析指出了SLC25A39，这是线粒体膜上的一种蛋白，其功能在此之前尚不清楚。这些作者发现，阻断SLC25A39会减少线粒体内的谷胱甘肽，而不影响它在细胞其他地方的水平。其他实验表明，没有SLC25A39，小鼠无法生存。在经过基因改造为缺乏这种蛋白的动物中，红细胞由于无法将谷胱甘肽带入线粒体而迅速死于氧化应激。
线粒体，图片来自Pixabay/CC0 Public Domain。
鉴定出转运蛋白SLC25A39可能会使人们更好地了解与氧化应激有关的各种疾病途径，包括那些涉及衰老和神经变性的疾病。Birsoy说，“这些疾病有可能通过刺激抗氧化剂运输到线粒体来治疗或预防。”
此外，Birsoy团队如今正在探索SLC25A39是否有希望成为癌症的药物靶点，通过协助诱导肿瘤细胞的致命性氧化应激。Birsoy说，“在癌症中，我们希望防止抗氧化剂进入线粒体，而这种转运蛋白可能是我们实现这一目标的一种方式。”
参考资料：
Ying Wang et al. SLC25A39 is necessary for mitochondrial glutathione import in mammalian cells. Nature, 2021, doi:10.1038/s41586-021-04025-w.
联系客服
