STTT：四川大学肖恒怡开发具有抗衰老作用的新型基因表达系统

撰文丨王聪

编辑丨王多鱼

排版丨水成文

适度水平的活性氧 （ROS） 有助于细胞功能，如增殖、分化和抗感染，但过量的活性氧则会导致氧化损伤，这也是衰老和老年疾病的基本机制。 因此，精确管理细胞的活性氧（ROS） 水平，也就是适当保持氧化还原稳态，是实现健康长寿的目标。

然而，实现这一目标具有很大的挑战性，因为它不仅要求在正确的时间和正确的位置抑制过量的活性氧积累，而且还要保证适当的活性氧水平以满足生理需求。消除活性氧的传统方法侧重于清除效率，已经有多种具有抗氧化特性的药物或酶能够清除活性氧。然而，如何精确管理活性氧清除剂在体内的综合作用仍然是一个问题。

近日，四川大学华西医院 肖恒怡 教授团队在 Signal Transduction and Targeted Therapy 期刊发表了题为： SeHed, a novel gene expression system with stress-evoked hydrogen peroxide elimination property and anti-aging effect 的研究论文。

可用于清除活性氧的抗氧化剂可分为酶促抗氧化剂和非酶促抗氧化剂。非酶促抗氧化剂在体内的有效性仍存在争议，这主要是由于无法以合适的浓度递送到特定的器官或让其持续发挥作用。而对于酶促抗氧化剂，虽然可以实现它们在特定位置的过表达，但这种模式往往并不灵活，容易造成生理伤害。

因此，研究团队希望能开发出在体内抗氧化的新方法，能够在清除活性氧的效率和安全性之间做到平衡。

在这项最新研究中，肖恒怡教授团队创新性地开发出了一种基因表达系统—— SeHed （Stress-evoked Hydrogen peroxide elimination device，应激诱发过氧化氢消除装置） ，这是一种酶促清道夫表达系统，其特点在于应激诱发反应和适度的线粒体过氧化氢消除能力。

通俗地说，该系统就像一个自动灭火器，可以在强烈的应激条件下扑灭活性氧的爆发。从而限活性氧的过度积累，又能保持活性氧的生理水平。

SeHed 系统由应激感应启动子部分 （NF-κB结合元件NF8p） 和线粒体靶向过氧化氢酶编码部分 （mCart） 组成。在遇到额外的应激压力下，启动子启动线粒体靶向过氧化氢酶的表达，该酶是人类过氧化氢酶的改良版本，其特点是缺失过氧化物酶体定位信号，在N端增加了线粒体定位信号。从而实现对线粒体过氧化氢的靶向。

进一步实验显示，SeHed 系统可以有效减弱氧化应激诱导的细胞衰老，还能够减轻氧化应激、缓解组织老化、保护小鼠器官功能。此外，SeHed 系统不会影响细胞分化和抗感染能力，与传统抗氧化方法相比更为安全。

总的来说，该研究基于精准抗氧化的理念，开发出了名为 SeHed 的基因表达系统，能够对线粒体进行适时且适度的过氧化氢清除，从而实现清除活性氧的效率和安全性的平衡。SeHed 系统为精准抗氧化和治疗衰老相关疾病提供了新的工具。

论文链接 ：

https://www.nature.com/articles/s41392-022-01047-2