科学家确定了一种保护细胞线粒体免受侵蚀性氧损伤的药物机制

由莫斯科罗蒙诺索夫国立大学研究人员领导的一个国际科学家小组阐明了俄罗斯研制的一种药物的分子机制，该药物旨在防止活性氧对细胞线粒体的损​​伤。这项工作发表在《氧化医学和细胞长寿》杂志上。

最近，由 Vladimir P. Skulachev 教授领导的俄罗斯研究人员创造了一种抗氧化药物，可以选择性地在线粒体内积累并保护线粒体免受氧化损伤。该药物的商品名“Visomitin”被批准用于治疗白内障和干眼等眼部疾病。莫斯科罗蒙诺索夫国立大学和德国奥斯纳布吕克大学生物工程和生物信息学学院的 Armen Mulkidjanian 教授及其同事解释了为什么尽管存在大量天然线粒体抗氧化剂。

线粒体是进行呼吸的细胞内结构。然而，呼吸作用伴随着副产物活性氧(ROS) 的形成。ROS 能够破坏线粒体。受损的线粒体会产生更多的活性氧，从而破坏细胞和组织。大自然有特殊的机制，包括线粒体自噬和细胞凋亡，用于消除受损的线粒体和细胞。这些机制在求救信号穿过线粒体周围的双层膜后被触发。一些实验室已经表明，通过防止线粒体膜的特定成分——心磷脂的氧化，可以避免细胞和组织的腐烂，因为心磷脂的氧化分子会触发该信号链。

莫斯科国立大学 Vladimir Skulachev 教授团队开发了一系列针对线粒体的抗氧化剂，即所谓的 SkQ-ions，专门保护线粒体心磷脂分子免受氧化。在动物试验中，SkQ-离子可以治愈炎症性眼病，帮助克服缺血模拟条件，甚至减少衰老的表现。尽管美国和英国实验室已经开发和研究了类似作用的药物，但俄罗斯集团是第一个获得其药物滴眼剂批准的公司。研究人员希望基于 SkQ 的药物(以药丸和注射剂的形式)最终能够减轻伴随中风、心脏病和严重创伤的病理症状。

Armen Mulkidjanian 和他的合作者对一些有趣的问题提出了答案。具体来说，目前还不清楚为什么膜的所有成分中的心磷脂会被氧化。心磷脂分子虽然仅占总膜脂的 10% 至 20%，但它是 ROS 的特异性靶向，并在氧化后触发细胞的自我毁灭。其次，尚不清楚为什么大量存在于线粒体膜中的天然抗氧化剂，即辅酶 Q(泛醇)和维生素 E(α-生育酚)在心磷脂的情况下会失效。研究人员想知道为什么这些物质不能保护心磷脂免于氧化，而人工的、针对线粒体的抗氧化剂却可以完美地完成这项任务，尽管所用药物的剂量非常小。

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