综述:硫氧还蛋白样硒蛋白家族生理功能的近期研究进展

《Biological Trace Element Research》:Current Advances in the Physiological Roles of the Thioredoxin-Like Family of Selenoproteins

【字体: 时间:2026年05月30日 来源:Biological Trace Element Research 3.6

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  硒(Se)是一种必需微量元素,其参与氧化还原调控、免疫及代谢过程的生理功能主要由人类25种硒蛋白执行。尽管机体硒状态通过肝脏严密调控的分布层级及受体介导的向重要器官的转运得以维持,但近期研究显著推进了对单个硒蛋白特异性功能的理解。本综述聚焦于硫氧还蛋白样家族,

  
硒(Se)是一种必需微量元素,其参与氧化还原调控、免疫及代谢过程的生理功能主要由人类25种硒蛋白执行。尽管机体硒状态通过肝脏严密调控的分布层级及受体介导的向重要器官的转运得以维持,但近期研究显著推进了对单个硒蛋白特异性功能的理解。本综述聚焦于硫氧还蛋白样家族,该家族包含SELENOT、SELENOV、SELENOW与SELENOH四种蛋白,它们共享保守的Rdx折叠结构域,却发挥多样的组织特异性功能。SELENOT参与儿茶酚胺能回路的发育与功能,可能参与钙稳态的调节;SELENOV则在能量平衡、脂肪量及肝脏应激抵抗反应中发挥调节作用。新兴证据表明,SELENOW可能参与肌肉维持、骨重塑及炎症消退,并通过调控tau蛋白稳态潜在参与神经保护。定位于细胞核的SELENOH可维持基因组稳定性并参与细胞周期进程。通过整合分子通路研究结果与基因敲除小鼠模型的生理数据,本综述强调了这四种蛋白在氧化与代谢应激条件下支持细胞存活与生理稳态的作用。
引言
硒(Se)是必需微量元素,其氧化还原调控、免疫及生殖相关的生理功能主要由含硒代半胱氨酸的25种硒蛋白介导。硒状态与人类健康的关系总体呈U型曲线,缺乏与过量均存在显著风险。严重缺乏可导致克山病与大骨节病,中度缺乏则与免疫功能受损、生育力下降、甲状腺功能异常、认知衰退及胰岛素信号缺陷相关。摄入量超过推荐膳食摄入量(RDA,55 μg/天)会增加2型糖尿病风险,剂量显著高于可耐受最高摄入量(如达到RDA的10倍)则可能引发硒中毒,表现为脱发与皮肤病变。均衡饮食人群通常无需额外补硒,因为机体虽不调控硒的吸收,但可通过呼吸与尿液有效解毒并排出过量硒。
在系统层面,硒分布由肝脏加工及受体介导的外周组织转运严密调控。作为中枢枢纽,肝脏将硒储存于谷胱甘肽过氧化物酶1(GPX1)中,并合成硒蛋白P(SELENOP)——主要的硒转运载体。缺乏状态下,肝脏会降低自身GPX1含量,优先生产与输出SELENOP。该递送系统依赖特定的细胞表面受体以确保靶向、组织特异性的摄取。
为应对硒匮乏,机体采用生物学层级机制,优先保障脑、睾丸等重要器官,而非肝、肾等非必需组织。这种组织层面的优先级分配是低硒摄入期保护关键生物功能的首要防线。SELENOP将硒递送至高优先级器官的过程由器官特异性表达的SELENOP受体载脂蛋白E受体2(apoER2,亦称LRP8)与megalin介导。apoER2主要促进硒在脑与睾丸的滞留,megalin则协助从肾小管滤液中重吸收硒以减少系统损失,二者共同确保硒按功能重要性分配,保护最重要的生理系统。
细胞摄取后,硒代半胱氨酸经溶酶体蛋白水解从SELENOP释放,随后被硒代半胱氨酸β-裂解酶分解为丙氨酸与硒化氢,后者被转移至硒磷酸合成酶2(SEPHS2)。SEPHS2催化合成硒磷酸(H2SePO3?),这是硒代半胱氨酸特异性tRNA生物合成必需的硒供体。该通路是共翻译掺入硒代半胱氨酸经典过程的核心,确保25种人类(啮齿类为24种)硒蛋白的合成。值得注意的是,近期研究发现了一种不依赖硒代半胱氨酸β-裂解酶的替代通路:过氧化物还原酶6(PRDX6)可捕获硒化氢并将其递送至SEPHS2。该PRDX6介导的通路因其在调控铁死亡中的作用受到关注——铁死亡是由脂质过氧化驱动的铁依赖性程序性细胞死亡。通过支持谷胱甘肽过氧化物酶4(GPX4,负责分解脂质氢过氧化物的关键酶)的高效合成,该替代通路可能参与细胞抵御氧化损伤。PRDX6与SEPHS2相互作用的发现提示硒稳态与细胞氧化应激适应存在额外的调控层次。
在分子水平,硒蛋白层级由硒蛋白mRNA的独特结构调控:其包含UGA密码子及3'非翻译区的硒代半胱氨酸插入序列(SECIS)。硒代半胱氨酸插入效率由SECIS元件的变异及其与真核起始因子4a3(eIF4a3)、核仁素等反式作用因子的互作决定。硒缺乏时,机体主要通过无义介导的降解选择性降解GPX1、SELENOW等低优先级蛋白的mRNA,同时维持GPX4等高优先级蛋白的表达,确保最关键的功能蛋白持续合成。
硫氧还蛋白样硒蛋白家族:细胞与临床研究
人类硒蛋白已被证实或预测具有氧化还原活性,可分为谷胱甘肽过氧化物酶(GPX1-4、6)、硫氧还蛋白还原酶(TXNRD1-3)、碘甲腺原氨酸脱碘酶(DIO1-3)、硫氧还蛋白样家族(SELENOT、SELENOV、SELENOW、SELENOH)等主要功能家族,其余10种为其他类型。这些硒蛋白的功能障碍与多种病理过程相关。
本小型综述聚焦硫氧还蛋白样家族的4个成员,它们共享含CxxU基序(C为半胱氨酸,x为任意氨基酸,U为硒代半胱氨酸)的保守Rdx折叠,具有独特的组织与细胞器特异性,且表达水平随硒缺乏发生显著变化。其中SELENOH与SELENOW在硒蛋白层级中处于较低位置,对硒耗竭尤为敏感。
硫氧还蛋白样家族蛋白的表达还受组织、性别与年龄调控。例如SELENOV的表达主要局限于睾丸,在大多数其他组织中极低。雄性C57BL/6J小鼠脑内,Selenow mRNA在多个区域(小脑、黑质、皮质、脑桥、海马)的表达水平约为Selenoh与Selenot的3–7倍。年龄也发挥关键作用:雌性小鼠肝脏Selenoh mRNA在18至24月龄间显著下降,但该趋势未在肾脏、心脏或雄性小鼠中观察到。
SELENOT
SELENOT在维持细胞稳态中具有多重作用,尤其在神经、肌肉与心脏系统中。神经元细胞中,它调控增殖、凋亡与细胞周期进程。在SK-N-SH细胞中沉默SELENOT会减少细胞增殖,诱发凋亡与G1/S期阻滞,伴随叉头框蛋白O3(FOXO3)与p27表达升高、周期蛋白依赖性激酶4(CDK4)表达降低;反之,过表达SELENOT可逆转这些分子变化,证实其对神经元生长与存活的支持作用。A-172胶质母细胞瘤细胞研究显示,SELENOT维持内质网Ca2+信号并抑制促凋亡蛋白表达,但不影响迁移或锚定非依赖性生长,凸显其在内质网稳态及应激诱导凋亡防护中的重要作用。
除神经细胞外,SELENOT还参与骨骼肌与心肌的代谢与氧化还原稳定。肌管中过表达SELENOT可对抗硒缺乏诱导的NADPH失衡、二硫化物应激与萎缩,该保护作用在NADPH再生受阻或线粒体活性氧(mtROS)升高时被削弱,提示SELENOT可能参与拮抗肌肉萎缩病理过程。SELENOT模拟肽PSELT可通过抑制CD36恢复衰老心肌细胞的胞质与线粒体氧化还原平衡;还可减轻棕榈酸酯诱导的H9c2心肌细胞脂毒性、细胞死亡与脂滴蓄积,但该效应在缺失硒代半胱氨酸的PSELT类似物中消失。综上,SELENOT是一种关键的氧化还原活性硒蛋白,参与维持内质网功能、氧化与Ca2+稳态及多种细胞类型的增殖。
SELENOV
SELENOV在调控硒代谢、细胞应激反应与疾病风险中的作用正逐渐显现。细胞层面,SELENOV缺陷小鼠的原代肝细胞对内质网应激与氧化损伤敏感性升高,提示其可能参与细胞内氧化还原平衡与内质网保护。二喹啉酸与对乙酰氨基酚暴露下,SELENOV敲除肝细胞的细胞死亡增加10–40%,总抗氧化能力、谷胱甘肽与超氧化物歧化酶活性分别下降63–83%、26–87%与28–36%,细胞呼吸与ATP生成受损也更显著;而过表达SELENOV的肝细胞在对乙酰氨基酚或H2O2暴露后活力提升、抗氧化能力增强、丙二醛与蛋白羰基水平降低,与该蛋白的保护作用一致。
这些细胞发现为解读人类遗传关联提供了背景。SELENOV多态性rs4802034与爱尔兰及捷克人群结直肠腺瘤及结直肠癌风险升高相关,提示其在氧化还原调控、内质网稳态与代谢信号中的关键作用可能延伸至人类疾病易感性。营养、细胞与遗传学研究共同支持SELENOV是氧化还原稳态的重要调节因子。
SELENOW
在多骨髓瘤(以溶骨性骨破坏为特征)的病理背景下,患者外周血单核细胞与成熟破骨细胞中SELENOW表达较健康对照上调,该升高由患者体内升高的破骨细胞生成因子肿瘤坏死因子α(TNFα)驱动。TNFα诱导的细胞外信号调节激酶信号激活较生理性刺激受体激活剂核因子κB配体更显著且持久,从而驱动SELENOW过度表达,提示TNFα与SELENOW的正反馈信号环路可能促进破骨细胞异常分化与骨丢失。
细胞层面,SELENOW可调控上皮细胞G1至S期的细胞周期转换。siRNA研究显示SELENOW表达在G1期达峰,可能通过下调周期蛋白依赖性激酶抑制剂p21促进S期进程,该调控涉及丝裂原活化蛋白激酶激酶4(MKK4)通路:SELENOW耗竭会升高总MKK4水平并激活下游效应分子p38γ、p38δ与c-Jun氨基末端激酶2(JNK2),进而磷酸化p53的Ser-33位点并诱导G1期阻滞。
HEK293细胞蛋白水平研究显示,SELENOW的Cys33是S-谷胱甘肽化修饰的靶点,该修饰由氧化应激增强并由谷胱甘肽S-转移酶π催化,可阻止Cys33与Cys87之间形成潜在不稳定的分子内二硫键,从而在氧化条件下维持SELENOW功能。此外,SELENOW通过与衔接蛋白14-3-3β结合参与蛋白互作网络,该互作由其硒代半胱氨酸残基介导,并可竞争性抑制硫氧还蛋白1(Trx1)与14-3-3β的结合。这种竞争性互作提示一种代偿机制:SELENOW可通过维持与14-3-3β的互作,保护Trx1缺陷细胞免受依托泊苷诱导的死亡,减少细胞死亡标志物并恢复蛋白激酶B(AKT)的磷酸化。
SELENOH
SELENOH最初在果蝇中被鉴定为BthD基因,后在小鼠与人类中表征。据Ensembl与NCBI数据,人类SELENOH基因位于11号染色体,全长2305 bp,含4个外显子与7个剪接变体,编码122个氨基酸的蛋白,第44位为硒代半胱氨酸。小鼠Selenoh位于2号染色体,全长1556 bp,含4个外显子与6个剪接变体,编码116个氨基酸的蛋白,第38位为硒代半胱氨酸,与人类序列同源性约81%。硒代半胱氨酸替换为半胱氨酸的重组SELENOH仍保留对H2O2的谷胱甘肽过氧化物酶样活性,提示催化活性即使缺失硒代半胱氨酸也可能部分保留,但其天然硒代半胱氨酸残基的确切贡献仍需完全阐明。SELENOH还含有支持其与DNA及核组分生化互作的结构基序,包括AT钩结构域、核定位RKRK基序与CxxU基序,提示其可能兼具氧化还原调控与核酸结合功能。
人类11号染色体序列分析鉴定出一个截短的SELENOH剪接变体H0YE28,缺失N端28个氨基酸且硒代半胱氨酸替换为半胱氨酸,因此被视为非硒蛋白。NCBI记录显示美洲水貂中存在另一种缺失前45个氨基酸(含CXXU基序)的缩短形式。这些截短型SELENOH均不含可解码的硒代半胱氨酸。实验显示,人293T细胞转染FLAG标记的SELENOH载体后可表达长、短两种亚型,其中短亚型对培养液中硒水平的变化无响应,但其是否对应H0YE28以及翻译过程中半胱氨酸替换硒代半胱氨酸的机制尚未明确。
作为低层级硒蛋白,SELENOH对硒缺乏尤为敏感。成年小鼠中其mRNA表达相对较低,但在脑、胸腺、睾丸、子宫、肺、肠与脾中更显著;Western blot显示其蛋白水平在脾中较高,脑中中等,其他器官中低或检测不到,提示存在器官特异性的转录后与翻译调控。
除硒剥夺外,人WI-38原代肺成纤维细胞复制性衰老过程中SELENOH mRNA表达下降,但在某些癌细胞(如LLC1、LNCaP、MSC1细胞)与小鼠胚胎发育期(E4.5-E14.5)升高。功能上,SELENOH参与基因组稳定性、氧化还原稳态与衰老抵抗,定位于核仁,可能调控氧化应激相关的转录程序。过表达研究显示,SELENOH可诱导谷胱甘肽合成与II相解毒相关基因,结合应激响应DNA元件,并通过ATM与活性氧(ROS)依赖的机制延缓复制性衰老。SELENOH还被报道可与p53互作,可能减轻氧化DNA损伤并减弱人HeLa细胞中ATM与p53介导的DNA损伤应答。氧化应激模型中,HT22小鼠海马神经元过表达SELENOH可对抗UVB诱导的线粒体功能障碍与氧化应激。其转录可被HeLa细胞中的H2O2及WISH细胞中的金属响应元件上调。SELENOH还可能调控细胞周期:其过表达与p21及周期蛋白E1(CCNE1)水平变化相关,提示其参与调控G1/S转换并限制失控性增殖。
生理角色的小鼠模型证据
硫氧还蛋白样家族的生理认知尚不完整,且各成员间差异显著,主要源于遗传模型的可用性不同。SELENOT与SELENOW已有全身与组织特异性敲除小鼠模型的充分表征,SELENOV的研究相对较新,而SELENOH敲除小鼠模型尚未见报道。在全身敲除模型中,仅SELENOT敲除小鼠表现出胚胎致死性,SELENOV与SELENOW敲除小鼠均可存活。尽管实验证据深度存在差异,但新兴发现提示这些蛋白在对抗氧化与内质网应激中具有共同的重要作用,体现在SELENOT与SELENOW的神经与肌肉特化功能,以及小鼠模型中已确立的SELENOV的代谢与生殖硒缓冲功能;SELENOH的核靶向基因组稳定功能已在细胞模型中得到确认,但仍需在动物模型中验证。
SELENOT
小鼠研究显示SELENOT在全脑广泛表达,且存在显著的区域差异,提示其具有位点特异性的生理功能。帕金森病小鼠模型中,Selenot mRNA在小脑、皮质与脑桥中升高,但在黑质中降低。高分辨率3D成像结合酪氨酸羟化酶标记进一步表明,SELENOT缺失会损害儿茶酚胺能神经元的完整性,导致多巴胺能与去甲肾上腺素能核团的区域特异性缺陷,包括雌性的A1、A2、A11与ZI-A13区,以及两性共有的A12–A14–A15下丘脑簇。这些破坏可能改变参与自主调控、神经内分泌信号与运动控制的神经递质回路的结构组织,支持SELENOT在维持儿茶酚胺能神经元结构中的作用。
除结构作用外,SELENOT也是多巴胺生理的重要调节因子。全脑或多巴胺能神经元特异性缺失SELENOT的小鼠表现出注意缺陷/多动障碍样行为表型,包括过度活动、识别记忆受损、重复行为与冲动性,伴随神经化学变化:突触外多巴胺升高、多巴胺周转加快、纹状体兴奋性电流增强、脑电图θ功率升高。机制上,SELENOT通过结合肌/内质网Ca2+-ATP酶2(SERCA2,一种调控内质网-胞质Ca2+通量的内质网钙泵)调控多巴胺稳态,该信号通路帮助维持核受体相关1蛋白(NURR1)对多巴胺转运体的转录,因此SELENOT缺陷小鼠的多巴胺转运体水平显著降低,破坏多巴胺信号稳定性。值得注意的是,苯丙胺或哌甲酯治疗可逆转过度活动表型,进一步支持SELENOT在维持生理性多巴胺动态中的核心作用。
源自SELENOT的肽PSELT保留了该蛋白的氧化还原活性基序,可在神经与心血管系统中重现内源性SELENOT的多种保护功能。外周神经损伤模型中,PSELT加速面神经再生、促进髓鞘再形成并改善结构完整性,提示SELENOT的氧化还原活性直接参与施万细胞功能与轴突修复。此外,在与帕金森病相关氧化应激的模型中,PSELT可减少线粒体功能障碍与ROS蓄积,同时保护多巴胺能神经元,凸显其作为靶向氧化还原失衡的治疗策略潜力。在心血管系统,SELENOT似乎可作为心肌细胞肥大应力的传感器,PSELT处理可减轻病理性重构,减少细胞增大与应激反应信号,提示SELENOT衍生肽可能通过恢复氧化还原稳态成为心肌肥厚与心力衰竭的靶向治疗工具。综上,PSELT的研究表明,模拟SELENOT氧化还原结构域可重现该蛋白的多种细胞保护功能,提示其在神经与心血管疾病中的转化潜力。
SELENOV
尽管SELENOV是保守性最低的硒蛋白之一,小鼠研究提示其在能量代谢、脂肪量调控与细胞应激抵抗中具有重要作用。营养学研究显示,Selenov敲除小鼠改变组织硒稳态,并影响多种其他硒蛋白的表达与活性:SELENOV敲除显著降低睾丸中Gpx1、Txnrd1与Selenop的mRNA水平并降低硒浓度,同时降低肝脏硒浓度与GPX活性;还诱导GPX1蛋白丰度的组织特异性变化——肝脏中升高,睾丸中降低。此外,Selenov基因型与膳食脂肪的互作影响多组织的硒分布与TXNRD活性。这些发现共同支持SELENOV在全身硒代谢中的调控作用。
SELENOV敲除小鼠体重显著增加(16–19%),主要由脂肪量增加54%驱动。这种肥胖伴随脂质代谢的协调性变化:脂肪生成基因与蛋白(Acc、Fas、Dgat、Lpl)上调,而脂肪分解通路(Atgl、Hsl、Ces1d、Cpt1a)被抑制36–89%。这些小鼠还表现出代谢活性降低,包括耗氧量、CO2产生量与总能量消耗下降14–23%。机制上,SELENOV与O-GlcNAc转移酶(OGT)互作,其缺失会降低脂肪组织中OGT蛋白水平、酶活性与O-GlcNAc糖基化修饰。提出的SELENOV–OGT–AMPK调控轴可能将这些分子变化与脂肪蓄积增加、代谢率降低联系起来,共同支持SELENOV在限制脂肪沉积与调控O-GlcNAc依赖信号中的作用。
SELENOV还参与对抗氧化与内质网应激。用肝毒性试剂二喹啉酸或对乙酰氨基酚攻击时,敲除小鼠比野生型对照发生更严重的肝损伤,表现为血清丙氨酸氨基转移酶(ALT)活性升高,肝氧化损伤标志物(丙二醛、蛋白羰基、3-硝基酪氨酸)水平上升,内质网应激蛋白(结合免疫球蛋白蛋白BIP/GRP78、CCAAT增强子结合蛋白同源蛋白CHOP)水平升高,以及凋亡相关通路(黏着斑激酶FAK、caspase-9)激活增强,加之总抗氧化能力下降,敲除小鼠的肝坏死更严重,支持SELENOV对化学诱导的肝氧化与内质网应激的保护作用。
综上,SELENOV参与调控全身能量平衡、脂肪信号与肝脏应激反应,其在脂质代谢与抗氧化防御中的作用提示其与代谢性疾病及急性肝损伤的潜在相关性。
SELENOW
基于多种小鼠模型的研究,SELENOW是一种多功能蛋白,参与氧化还原稳态、肌肉维持、能量代谢与神经功能。在肌少症与衰老背景下,全身Selenow敲除小鼠在年龄相关与化学诱导的萎缩模型中均表现出加速的肌肉质量丢失,该效应与SELENOW介导的对Ras相关C3肉毒毒素底物1(RAC1)-雷帕霉素靶蛋白(mTOR)级联的抑制作用丧失相关:SELENOW通过与RAC1互作,帮助维持蛋白质合成与降解的平衡;反之,过表达SELENOW可减轻肌肉萎缩,支持其在维持肌肉质量与调控衰老相关基因表达中的作用。
SELENOW在非酒精性脂肪肝(NAFLD)中的作用较为复杂:其缺失被报道可减轻高脂饮食诱导的肝脂肪变性。机制上,肝脏SELENOW与丙酮酸激酶M2(PKM2)互作并调控其核转位,进而促进缺氧诱导因子1-α(HIF-1α)的反式激活,该级联与线粒体损伤、过量ROS产生、NLRP3炎性小体激活及细胞焦亡相关。线粒体DNA泄漏可能激活巨噬细胞中环GMP-AMP合酶(cGAS)-干扰素基因刺激因子(STING)信号通路,加剧NAFLD进展。因此,在肝脏中SELENOW可能通过代谢重编程促进肝细胞凋亡与焦亡,提示其在NAFLD中可能发挥环境依赖性的有害作用。
相反,阿尔茨海默病模型研究提示SELENOW在调控tau蛋白稳态中具有潜在保护作用。SELENOW通过竞争分子伴侣热休克蛋白70(Hsp70)与tau的结合,促进tau经泛素-蛋白酶体系统的降解,并减少tau第281位赖氨酸的乙酰化。Selenow敲除小鼠中,SELENOW缺失与突触缺陷、tau失调、长时程增强受损及记忆缺陷相关;而在三转基因阿尔茨海默病小鼠中过表达SELENOW可改善记忆损伤,并减少tau相关病理特征,包括4-重复tau亚型水平下降、Ser396与Ser404位点磷酸化降低、神经原纤维缠结负荷减少。这些发现共同提示SELENOW参与tau稳态与突触功能,可能成为阿尔茨海默病的潜在治疗靶点。
SELENOW还通过调控破骨细胞(负责骨吸收的细胞)在骨重塑中发挥重要作用。生理条件下,破骨细胞分化由核因子κB配体(RANKL)/RANK/p38丝裂原活化蛋白激酶(p38 MAPK)信号通路驱动,该通路会下调SELENOW表达,这种抑制似乎是限制过度骨吸收的调节检查点。与此一致,SELENOW敲除会抑制破骨细胞形成并导致高骨量表型;反之,SELENOW过表达通过结合14-3-3γ促进核因子κB与活化T细胞核因子1(NFATc1)的核转位,增强破骨细胞生成,导致骨质疏松,提示SELENOW表达的严密调控对维持生理性骨重塑、预防病理性骨丢失至关重要。
在肠道炎症背景下,SELENOW表达支持高效的炎症消退与组织修复。Selenow敲除小鼠经葡聚糖硫酸钠处理后发生更严重的急性结肠炎,表现为体重下降更多、结肠更短、上皮屏障完整性受损,伴随紧密连接蛋白闭锁小带蛋白1(ZO-1)表达降低、结肠TNFα升高、固有层中TNFα阳性巨噬细胞数量增加,且缺失SELENOW与上皮标志物Yes相关蛋白1(YAP1)与表皮生长因子受体(EGFR)表达降低相关。
Selenow敲除骨髓来源巨噬细胞(BMDMs)研究进一步提示SELENOW对维持巨噬细胞氧化还原状态与生物能量灵活性至关重要。Selenow缺陷BMDMs表现出ROS水平升高与氧化还原稳态破坏;功能上,这些细胞的炎症消退受损,包括精氨酸酶1(抗炎M2表型标志物)表达降低与胞葬作用(清除死亡中性粒细胞)减弱。代谢组学分析显示这些缺陷与精氨酸代谢紊乱相关。此外,野生型巨噬细胞在炎症激活时通常会转向糖酵解,而Selenow敲除BMDMs即使在高糖条件下仍更依赖氧化磷酸化,提示SELENOW可能是免疫反应中适当代谢重编程所必需的。
脑内研究显示,Selenow敲除小鼠存在性别特异性的形态与功能变化。雌性Selenow敲除小鼠的杏仁核与海马出现组织形态学变化,伴随焦虑样行为减少与情境恐惧记忆受损。未接受恐惧条件反射的雌性敲除小鼠海马蛋白表达谱与接受恐惧条件反射的野生型小鼠部分重叠,这些差异表达蛋白富集于髓鞘形成与少突胶质细胞分化相关过程,提示SELENOW缺失可能影响少突胶质细胞生成与髓鞘维持,而这正是恐惧记忆形成所需的神经回路可塑性的基础。
结论与未来展望
SELENOT相关研究将其确定为儿茶酚胺能回路组织结构的重要参与者与钙依赖性神经传递的调节因子,支持黑质、下丘脑等区域多巴胺能与去甲肾上腺素能神经元的结构与功能完整性。提出的SELENOT–SERCA2–NURR1轴机制中,SELENOT与SERCA2泵互作以调控钙通量,这是NURR1介导的多巴胺转运体转录所必需的过程。因此,SELENOT缺陷与小鼠模型中多巴胺转运体水平降低及注意缺陷/多动障碍样行为表型相关。氧化还原活性结构域的代表——合成肽PSELT,已在多种实验系统中表现出细
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