靶向营养疗法新发现:鱼油成分有助改善缺血性卒中和视网膜变性
2017年6月1日,英国《自然》旗下《细胞死亡和分化》将正式发表路易斯安那州立大学、罗马林达大学的研究报告,由ω3脂肪酸二十二碳六烯酸(DHA)制造的信号分子神经保护素D1(NPD1)可以触发产生一种保护性蛋白质,对抗有毒自由基、大脑和视网膜的损伤。
该研究在缺血性卒中和人类视网膜色素上皮(RPE)细胞的实验模型中进行。有害自由基不断产生引起氧化应激成为细胞死亡的基础,而灾难性事件(如缺血性卒中、神经变性、致盲疾病)加速细胞死亡。NPD1是细胞生存受到威胁时由DHA“按需”产生的脂质信使,在实验性卒中2小时后全身给予1小时NPD1,可增加RING(Really Interesting New Gene)指蛋白146(Iduna)的产生和供应。
Iduna可促进DNA修复,并通过抑制破坏性蛋白质——多腺苷二磷酸核糖聚合酶(PARP)的产生,以防止卒中的程序性细胞死亡过程。NPD1还可增加Iduna产生,并保护受到非代偿性氧化应激影响的两种人类RPE细胞(ARPE-19和pRPE)。NPD1对Iduna活性的影响在氧化应激发生后6小时达到峰值,剂量依赖曲线显示Iduna活性增加在两种人类RPE细胞中始于25nM的NPD1。这些结果表明,当非代偿性氧化应激触发NPD1形成时,NPD1选择性诱导Iduna活性,反过来激活Iduna。
这些发现至关重要,表明“按需”产生的脂质介质NPD1调控了细胞生存重要蛋白质(Iduna)丰度,这种研究相对较少的蛋白质是细胞功能恢复和维持的关键。发现于鱼油的DHA是ω-3必需脂肪酸,对于正常大脑功能至关重要,对于神经系统发育(包括视力)也是必需的。既往研究发现,DHA可激发产生来自DHA、大脑天然存在的神经保护分子NPD1。当细胞生存受到疾病或创伤的威胁时,NDP1的生物活性对于控制关键基因相互作用至关重要。
因此,进一步探索DHA-NPD1-Iduna表达信号传导的分子机理,可能有助于视网膜变性和缺血性卒中的治疗干预。
Cell Death Differ. 2017 Jun;24(6):1091-1099.
Neuroprotectin D1 upregulates Iduna expression and provides protection in cellular uncompensated oxidative stress and in experimental ischemic stroke.
Belayev L, Mukherjee PK, Balaszczuk V, Calandria JM, Obenaus A, Khoutorova L, Hong SH, Bazan NG.
Louisiana State University, New Orleans, LA, USA; Loma Linda University, Loma Linda, CA, USA.
Ring finger protein 146 (Iduna) facilitates DNA repair and protects against cell death induced by NMDA receptor-mediated glutamate excitotoxicity or by cerebral ischemia. Neuroprotectin D1 (NPD1), a docosahexaenoic acid (DHA)-derived lipid mediator, promotes cell survival under uncompensated oxidative stress (UOS). Our data demonstrate that NPD1 potently upregulates Iduna expression and provides remarkable cell protection against UOS. Iduna, which was increased by the lipid mediator, requires the presence of the poly(ADP-ribose) (PAR) sites. Moreover, astrocytes and neurons in the penumbra display an enhanced abundance of Iduna, followed by remarkable neurological protection when DHA, a precursor of NPD1, is systemically administered 1h after 2h of ischemic stroke. These findings provide a conceptual advancement for survival of neural cells undergoing challenges to homeostasis because a lipid mediator, made 'on demand,' modulates the abundance of a critically important protein for cell survival.
PMID: 28430183
DOI: 10.1038/cdd.2017.55