新型氧化还原探针 LMB:助力抗氧化活性评估与男性不育诊断

【字体: 时间:2025年02月28日 来源:Advances in Redox Research

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  为解决抗氧化治疗难题,研究人员对比 ABTS 和 LMB 评估抗氧化活性,发现 LMB 优势,或用于诊断男性不育。

  在生命的微观世界里,氧化应激就像一场潜在的 “风暴”,它与糖尿病、神经退行性疾病、白内障、癌症以及不育症等众多病症紧密相连。抗氧化剂本应是对抗这场 “风暴” 的 “利器”,然而临床试验却令人失望。因为在实际应用中,何时开始、何时停止抗氧化治疗是个难题。若治疗不当,不仅无法维持氧化还原平衡,还可能因过度补充抗氧化剂导致 “还原应激”。为了解决这一困境,开发一种简单有效的即时检测方法,能定期监测患者抗氧化状态至关重要。
在此背景下,澳大利亚纽卡斯尔大学(University of Newcastle)的研究人员开展了一项极具意义的研究。他们聚焦于一种新型氧化还原传感器 —— 白亚甲基蓝(Leucomethylene blue,LMB),并与传统的 2,2 - 联氮 - 二 (3 - 乙基 - 苯并噻唑 - 6 - 磺酸)(ABTS)进行对比,深入探究其在评估抗氧化活性方面的潜力。该研究成果发表在《Advances in Redox Research》上。

研究人员采用了多种技术方法。在样本选择上,使用了人类精液(经纽卡斯尔大学人类研究与伦理委员会及州政府批准,取自健康男性捐赠者)和马血浆(采集自澳大利亚新南威尔士州猎人谷地区商业养殖场的随机选择的纯种母马,经纽卡斯尔大学动物护理与伦理委员会批准)。在实验方法上,运用了多种氧化策略,如利用辣根过氧化物酶(HRP)和过氧化氢检测过氧化氢清除活性、利用血红素和枯烯过氧化氢检测有机过氧化氢清除活性,还通过电化学氧化的方法,分别在激活前和激活后添加样本,评估样本抑制自由基形成和还原氧化产物的能力 。同时,研究人员使用了多种检测手段,包括分光光度计测量吸光度、电化学工作站进行电化学氧化等,并通过统计分析(如回归分析和方差分析)来处理实验数据。

研究结果主要体现在以下几个方面:

  1. 检测过氧化氢和有机过氧化氢活性:研究发现,在血红素催化下,LMB 可被过氧化氢和枯烯过氧化氢氧化,产生剂量依赖性信号,而 ABTS 仅能被枯烯过氧化氢氧化。当以 HRP 为催化剂时,LMB 和 ABTS 均可检测过氧化氢,但 LMB 检测时吸光度更高。这表明 LMB 是一种更广泛的检测探针,能检测更多种类的过氧化物活性。
  2. 电化学氧化与抗氧化作用:电化学氧化 LMB 的实验显示,维生素 C 等抗氧化剂可抑制 LMB 氧化。在检测维生素 C 的抗氧化活性时,LMB 比 ABTS 更敏感。然而,对于偏好单电子转移或氢原子转移(HAT)机制的抗氧化剂(如白藜芦醇、N - 乙酰半胱氨酸和 Trolox),ABTS 更敏感。
  3. 分析血液和精液中的抗氧化活性:在检测精液抗氧化活性时,ABTS 检测到的水平高于 LMB,但 LMB 检测到的抗氧化活性与精子活力显著相关,而 ABTS 则无此关联。在检测马血浆抗氧化活性时,ABTS 检测到的活性远高于 LMB,表明血浆中的主要抗氧化剂通过 LMB 不易检测的机制发挥作用。
  4. 区分不同溶剂的抗氧化活性:研究人员利用激活前电化学检测法,对比了二甲基亚砜(DMSO)和 Cyrene?的抗氧化活性。结果表明,LMB 能清晰区分两者,DMSO 是强大的自由基形成抑制剂,而 Cyrene?抗氧化活性极低。

研究结论与讨论部分指出,LMB 可作为氧化还原敏感探针,测量多种形式的抗氧化活性。其 2 电子氧化还原机制在男科领域意义非凡。在电化学激活后模式下,LMB 比 ABTS 更能捕捉与精子活力相关的精液抗氧化活性。这意味着 LMB 在男性不育的诊断以及优化抗氧化配方设计方面具有潜在应用价值。它为男性不育的研究和治疗提供了新的视角和工具,有望推动该领域的进一步发展。
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