综述：布鲁斯·艾姆斯教授在DNA氧化损伤生化机制研究中的开创性贡献

这篇综述系统回顾了Bruce Ames教授团队在DNA氧化损伤领域的里程碑式工作，重点阐述了8-氧代鸟嘌呤(8-oxoGua)等氧化损伤标志物的检测技术发展（如HPLC-ECD和LC-MS/MS），揭示了氧化应激与衰老、癌症的分子关联，并对当前TET酶介导的5-甲基胞嘧啶(5-mCyt)氧化修饰等前沿进展进行了批判性评述。

　　

布鲁斯·艾姆斯实验室的重大贡献

作为氧化损伤研究领域的先驱，Bruce Ames实验室在1985-2025年间建立了检测DNA氧化损伤的经典方法。团队率先采用高效液相色谱-电化学检测（HPLC-ECD）技术定量细胞和组织中的8-氧代-7,8-二氢鸟苷（8-oxodG），并创新性引入碘化钠（NaI）提取法减少样本制备过程中的假性氧化。通过单克隆抗体开发，实现了尿液中8-oxoGua衍生物的非侵入性监测，为氧化应激生物学研究奠定基础。

DNA损伤分析的关键突破

在8-oxodG检测方面，实验室揭示了该标志物在衰老大鼠组织中增加1.5-3倍的现象，并发现抗坏血酸可降低人类精子DNA中的8-oxodG水平。针对尿嘧啶（Ura）的研究则开创了尿嘧啶DNA糖基化酶（UDG）联合GC-MS的检测体系，证实叶酸缺乏会导致红细胞DNA中Ura积累。这些发现为理解营养缺乏与基因组不稳定性关联提供了分子证据。

当前DNA氧化损伤研究现状

现代LC-MS/MS技术已成为检测DNA氧化损伤的金标准，能同时定量8-oxodG、胸腺嘧啶乙二醇（dTGly）等十余种修饰。但样本处理过程中的假性氧化仍是重大挑战——即使采用NaI提取法，8-oxodG本底值仍比彗星试验检测的Fpg敏感位点高数倍。酶解方法（如Fpg/OGG1糖基化酶）因其高灵敏度，更适合检测慢性氧化应激导致的低水平损伤。

辐射诱导损伤的分子图谱

γ射线通过羟基自由基（^·OH）和直接电离产生特征性损伤谱：每Gy辐射可在细胞DNA中产生0.31个8-oxodG/10⁹碱基，其形成机制涉及鸟嘌呤自由基阳离子的水合反应。相比之下，高强度266nm激光通过双光子过程选择性产生8-oxodG（0.11/10⁹碱基/脉冲），证实了细胞内电荷迁移现象。单线态氧（¹O₂）则特异性生成8-oxodG，这一发现解释了UVA光敏损伤的分子基础。

TET介导的表观遗传氧化

5-羟甲基胞嘧啶（5-HmdC）作为TET双加氧酶催化5-mCyt氧化的产物，其水平可达常规氧化损伤的千倍，已成为重要的表观遗传标志物。LC-MS/MS分析显示其在胚胎干细胞中丰度最高，而后续产物5-甲酰胞嘧啶（5-FodC）和5-羧基胞嘧啶（5-CadC）则难检测（<1/10⁶碱基）。维生素C作为TET辅因子可调控该氧化级联反应，为营养-表观遗传互作研究开辟新视角。

未来挑战与展望

尽管技术取得突破，5′,8-环嘌呤核苷等争议性损伤的生物相关性仍需验证。FLASH放疗的高剂量率效应、臭氧诱导的8-oxodG形成机制、以及嘧啶过氧自由基引发的串联损伤等前沿问题，亟待开发更精准的单碱基分辨率检测技术。这些研究将深化对氧化损伤在癌症放疗、衰老和代谢疾病中作用的理解。