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單線態(tài)氧對大鼠腦細(xì)胞線粒體能量代謝的影響歡迎關(guān)注「漢莎科學(xué)儀器」微信公眾號! 文章鏈接:https://doi.org/10.1016/j.freeradbiomed.2020.12.022 因此,單線態(tài)氧可以作為信號和刺激分子參與許多生理過程,或者與三線態(tài)氧參與相同的反應(yīng),但是單線態(tài)氧可能具有更高的反應(yīng)活性和效率。由于技術(shù)限制,單線態(tài)氧在生理學(xué)和病理學(xué)中的作用尚不明確,與其他活性氧相比,無法進(jìn)行深層次的研究。 已有報道證實1267nm的紅外激光脈沖照射有機(jī)溶液和癌細(xì)胞可以產(chǎn)生單線態(tài)氧。利用這一現(xiàn)象,2021年英國倫敦大學(xué)Plamena R. Angelova 課題組在Free Radical Biology andMedicine 雜志上發(fā)表了題為“Singletoxygen stimulates mitochondrial bioenergetics in brain cells ”的研究論文,探討了1267nm激光照射產(chǎn)生的單線態(tài)氧對大鼠腦細(xì)胞線粒體能量代謝的影響。 主要研究結(jié)果如下: 圖1. 1267nm激光照射下神經(jīng)元和星形膠質(zhì)細(xì)胞的單線態(tài)氧產(chǎn)量 (二)單線態(tài)氧對線粒體的影響 圖2. 1267nm激光照射增加了線粒體膜電位,激活了NADH和FADH依賴的呼吸 NADH是線粒體電子傳遞鏈(ETC)復(fù)合體I的底物和電子供體。低強度的1267 nm激光照射,不會改變NADH自發(fā)熒光的水平(圖2d)。然而,高強度的激光照射,線粒體NADH池減少20–30%,而FAD的自發(fā)熒光增加(圖2d, e),這與線粒體復(fù)合物II的激活相對應(yīng)。 因此,1267nm激光產(chǎn)生的單線態(tài)氧會激活神經(jīng)元和星形膠質(zhì)細(xì)胞中線粒體ETC復(fù)合物I和復(fù)合物II。 圖3. 1267nm激光照射刺激神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞中ATP的產(chǎn)生 另一方面,1267nm激光誘導(dǎo)產(chǎn)生的單線態(tài)氧對線粒體呼吸的影響導(dǎo)致了ATP產(chǎn)生加快,并且隨著照射強度的增加,ATP產(chǎn)生加快(圖3)。 (三)單線態(tài)氧對線粒體呼吸的影響 圖4. 1267nm激光照射提高了線粒體氧化磷酸化效率 此外,1267nm激光照射導(dǎo)致了ADP/O的增加(圖4a),表明單線態(tài)氧存在時線粒體的氧化磷酸化效率提高。添加0.5μM FCCP能夠激活線粒體最大耗氧量,1267nm激光照射的線粒體呼吸速率顯著高于對照組。 結(jié)論 |