Некоторые уровни молекул, связанных с окислительным стрессом, могут иметь важное значение для здоровья и развития, согласно новым исследованиям на животных.
Реактивные молекулы, полученные из молекулярного кислорода, известные как активные формы кислорода (АФК), резко увеличиваются в организме во время экологического стресса или болезни. Этот стресс может привести к значительному повреждению клеток и связан с негативными последствиями для здоровья, такими как старение, мужское бесплодие, дегенеративные заболевания и рак.
«Мы думаем, что существует идеальная промежуточная концентрация, но ни одна из крайностей не является хорошей», - сказал Дэниел Сутер, профессор биологических наук в Университете Пердью.
В недавнем исследовании команда Сутера изучила фермент, который вырабатывает АФК в эмбрионах рыбок данио, чтобы выяснить, важен ли он для развития их нервной системы. Ингибирование этого фермента, НАДФН-оксидазы (Nox), привело к усложнению передачи сигналов между глазами и мозгом. Результаты были опубликованы в The Journal of Neuroscience.
Исследовательская группа использовала препарат под названием целастрол для подавления активности Nox, что привело к дефектам в формировании слоя ганглиозных клеток и зрительного нерва, которые посылают сигналы от сетчатки глаза в мозг.
Но лекарство могло воздействовать и на другие ферменты помимо Nox, поэтому исследователям нужно было подтвердить свои результаты с помощью другого подхода. Команда обратилась к CRISPR, системе модификации генов в живых клетках и организмах, чтобы мутировать гены Nox в эмбрионах рыбок данио.
Этот метод также позволил исследователям различать различные изоформы Nox. Их результаты показывают, что Nox2 может быть функционально важным для развития нейронов, тогда как мутации в Nox5 могут привести к более общим проблемам развития.
«Это действительно исследование роли АФК в качестве сигнальных молекул в нормальном развитии, но оно имеет ключевое применение для здоровья человека», - сказал Сутер. «Если вы принимаете слишком много антиоксидантов для лечения расстройств или травм, вы можете попасть в диапазон, где вы получите негативные эффекты, потому что в конечном итоге вам нужно некоторое количество АФК для нормальной передачи сигналов. Мы пытаемся выяснить, существует ли определенный диапазон, который лучше всего."