综述:氧化还原信号破坏与抗氧化剂在毒理学中的作用:从精准治疗到潜在危害

【字体: 时间:2025年07月30日 来源:Cell Biochemistry and Biophysics 1.8

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  这篇综述深入探讨了抗氧化剂在调节氧化应激(Oxidative Stress)中的双重作用:适量时维持细胞稳态(Homeostasis),过量则可能加剧疾病进展、化疗耐药性(Chemoresistance)和氧化还原信号(Redox Signaling)紊乱。文章结合2012-2024年临床与临床前研究,提出纳米递送系统等精准医疗(Precision Medicine)策略,为抗氧化剂的安全应用提供新视角。

  

Abstract

抗氧化剂(Antioxidants)在平衡氧化应激与维持细胞稳态中扮演关键角色,但其作用具有明显的双面性。最新研究发现,超出生理剂量的抗氧化剂补充可能意外促进癌症进展、干扰内源性氧化还原平衡,甚至降低化疗效果。这篇综述通过分析Scopus、PubMed等数据库2012-2024年的证据,揭示了抗氧化剂在毒理学中的复杂机制:既能中和重金属、空气污染物诱导的氧化损伤,又可能在神经退行性疾病(如阿尔茨海默病)和心血管疾病治疗中产生矛盾效应。

Graphical Abstract

(图示通过BioRender绘制,直观呈现抗氧化剂在细胞内的"双刃剑"效应:左侧显示生理剂量下清除自由基(ROS)的保护作用,右侧展示过量补充导致的核因子κB(NF-κB)等信号通路异常激活)

精准治疗新策略

针对传统抗氧化剂的非特异性分布问题,研究重点探讨了纳米载体(如脂质体和树枝状聚合物)的解决方案。动物实验显示,靶向递送维生素E的纳米颗粒可使肝癌模型中的药物蓄积量提升3倍,同时降低对正常组织的氧化损伤。表观遗传学研究发现,某些抗氧化剂能通过调节DNA甲基化(DNA methylation)影响癌症相关基因表达,这为结直肠癌等疾病的联合治疗提供了新思路。

环境毒物交互作用

在应对铅(Pb2+)、PM2.5等环境污染物时,抗氧化剂表现出剂量依赖性保护效应。临床数据显示,N-乙酰半胱氨酸(NAC)可使砷暴露人群的尿8-羟基脱氧鸟苷(8-OHdG)水平下降42%,但持续高剂量使用反而会抑制天然抗氧化酶(SOD、CAT)活性。这种"抗氧化剂悖论"在慢性阻塞性肺病(COPD)患者中尤为显著。

临床转化挑战

尽管实验室证据充分,抗氧化剂的临床转化仍面临三大障碍:1)个体间谷胱甘肽(GSH)代谢差异可达20倍;2)某些肿瘤细胞会利用抗氧化剂增强化疗耐药性;3)标准剂量难以兼顾心血管保护与癌症风险。最新开发的氧化还原响应型纳米凝胶,能根据病灶部位ROS浓度智能释放药物,在胰腺癌模型中显示出突破性治疗效果。

未来方向

研究者呼吁建立动态监测体系,将氧化应激生物标志物(如MDA、GSH/GSSG比值)纳入治疗方案评估。通过人工智能预测个体最佳剂量窗口,结合CRISPR-Cas9筛选的抗氧化相关SNP位点,有望实现真正意义上的精准抗氧化治疗。

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