《Antioxidants》揭示麦角硫因对软骨细胞保护作用，助力关节健康！

科技 2024-10-17 16:30 上海

关节炎是一种导致关节疼痛和僵硬的疾病，有多种类型，如骨关节炎、类风湿关节炎等，是常见的慢性关节疾病，主要表现为骨骼、软骨和其他关节组织的退化，老年人是该类疾病的高发人群，近年来年轻人的关节炎发病率也有上升趋势，我国的关节炎患者有1亿以上，且人数仍在不断的增加，所以关节健康问题应该要重视起来！传统的一些非甾体抗炎药，包括阿斯匹林、对乙酰氨基酚、双氯芬酸等，该类药物只能通过抑制了前列腺素的合成，从而达到抗炎、止痛的作用，并不能减缓软骨细胞的死亡，且该类药物极易伴随胃肠道和肾脏方面的副作用。

近日，来自日本广岛大学医院口腔健康与发展科的Shuzo Sakata在《Antioxidants》杂志发表了题为“Protective Effect of Ergothioneine against Oxidative Stress-Induced Chondrocyte Death”的研究论文，文中发现了一种天然存在的强效抗氧化剂——麦角硫因（Ergothioneine, EGT），能为关节健康带来新的希望。

图1. 《Antioxidants》文章上线截图

活性氧（ROS）是一类在线粒体氧化磷酸化过程中产生的高度氧化性分子，且与细胞的各种生理功能有关。ROS的产生可由紫外线、辐射、吸烟、衰老、食物和炎症等多种因素引发。当ROS的产生超过了细胞的抗氧化能力，细胞内脂质、酶和核酸等会被过氧化，此时，细胞的生理功能会受到破坏，这种情况被称为氧化应激。氧化应激会引起癌症、高血压、动脉硬化、神经退行性疾病、糖尿病和一系列自身免疫疾病。

近年来，氧化应激被证实是类风湿性关节炎和骨关节炎等关节疾病的主要元凶之一。过量的活性氧（ROS）不仅会损伤关节，还会导致软骨细胞死亡，使关节逐渐退化。由于关节软骨具有较低的增殖能力，且缺乏自我修复的能力，软骨细胞死亡被认为是破坏性关节疾病进展的一个重要因素。通过抗氧化剂来减少细胞内过量ROS的积累，可以保护软骨细胞的生理功能，是对抗氧化应激相关疾病的一种有效策略。因此，科学家希望找到一种膳食抗氧化剂，通过改善软骨细胞活力，降低乳酸脱氢酶（LDH）活性，抑制软骨细胞死亡，从而达到提升患者抗氧化力的目的。

图2. 细胞氧化应激与关节软骨损伤

麦角硫因（EGT）是一种独特的由麦角菌衍生的氨基酸衍生物，具有很强的抗氧化能力和高度的化学稳定性。它不仅能够提高细胞存活率，还能减少细胞死亡率，抑制ROS的生成，并保护线粒体的形态。科学家利用过氧化氢（H₂O₂）构建了氧化应激诱导的软骨细胞损伤模型，来研究EGT对软骨细胞的保护作用。

图3. EGT改善了H₂O₂诱导的软骨细胞损伤

首先科学家证实了EGT在1mM浓度下对软骨细胞没有毒性，当细胞暴露在1 mM的H₂O₂环境下时，软骨细胞存活率下降约95%，而ETG的添加使这一损伤得到极大缓解，显著提高了细胞存活率。此外，通过LDH释放实验和细胞双重染色实验发现EGT能够抑制1mM的H₂O₂对软骨细胞造成的损伤，且1mM的EGT还可以显著抑制软骨细胞的死亡。

图4. EGT抑制H₂O₂对软骨细胞的损伤结果

紧接着，科学家通过荧光探针监测细胞内的ROS水平，发现EGT能够显著抑制H₂O₂引发的ROS浓度增加。随后，通过MitoView Green (Biotium, San Francisco, CA, USA) 染色实验，发现EGT抑制了H₂O₂引发的线粒体形态变化，表明EGT对线粒体损伤具有保护作用。

图5. EGT对软骨细胞线粒体损伤具有保护作用结果

本篇文章的研究者们发现了EGT在氧化应激诱导的软骨细胞损伤中的显著作用，为关节软骨疾病的治疗又增添了一个新的方向。如果你正饱受关节问题困扰，不妨了解一下这种最新发现的抗氧化剂，它或许会为你的关节健康带来新的曙光！

解码合成生物

合成生物学产业与技术视角，跟踪关注行业最近进展，传播合成生物学资讯，科普合成生物学知识

最新文章

江南大学代谢工程改造枯草芽孢杆菌从头合成2'-岩藻糖基乳糖

江南大学代谢工程改造大肠杆菌高效合成L-异亮氨酸

江南大学代谢工程改造谷氨酸棒杆菌高效合成L-赖氨酸

中科院微生物所代谢工程改造大肠杆菌高效合成NMN

南理工代谢工程改造解脂耶氏酵母高效合成柠檬酸

江南大学代谢工程改造大肠杆菌高效合成5′-胞苷酸

上海交大代谢改造链霉菌高效合成井冈霉烯胺

天工所代谢工程改造酵母高效合成苯乙醇苷类化合物

广州中医药大学代谢工程改造酿酒酵母高效合成达玛二烯醇

浙工大代谢工程改造新金分枝杆菌高效合成宝丹酮

华东理工代谢工程改造毕赤酵母高效合成烟酰胺单核苷酸

湖南师大代谢工程改造刺糖多胞菌高效合成多杀菌素

专家点评Nature | 胡政/贺雄雷/何真团队合作揭示早期肿瘤从多克隆至单克隆转变的演化新模式

Food Funct. | 抗氧天花板麦角硫因的强大抗衰功效

天津大学改造假单胞菌高效转化木质素合成4-乙烯基苯酚衍生物

江南大学代谢工程改造大肠杆菌高效合成水杨酸

天津科大代谢工程改造解脂耶氏酵母高效合成L-苹果酸

Antioxidants | 阿魏酸缓解代谢紊乱防治慢性肝病

江西师大代谢工程改造钝齿棒杆菌高效合成L-酪氨酸

Antioxidants | 7-MSI激活自噬抗击皮肤炎症，延缓肌肤衰老

清华大学改造谷棒菌高效合成γ-羟基丁酸酯

浙工大基于功能环酶工程高效合成维贝格龙中间体

浙工大代谢工程改造大肠杆菌高效合成L-高丝氨酸

J. Ovarian Res. | N-乙酰半胱氨酸改善多囊卵巢综合征，养护卵巢健康

天津科大代谢工程改造大肠杆菌高效合成L-异亮氨酸

Aging Medicine | 天然抗氧剂姜黄素保护神经干细胞，守护脑健康

北化工代谢工程改造盐单胞菌利用木糖合成乙二醇和乙醇酸

生物制造中试放大难？从0到1000亿的秘诀在这里

《Antioxidants》揭示麦角硫因对软骨细胞保护作用，助力关节健康！

浙工大通过两步底物添加策略在大肠杆菌中高效合成紫檀芪

江南大学|干预乙酰肉碱代谢延缓棕色脂肪组织功能衰退

江南大学代谢工程改造酵母高效合成烟酰胺单核苷酸

北化工代谢工程改造大肠杆菌高效合成水杨苷

江南大学代谢工程改造谷氨酸棒状杆菌高效合成L-蛋氨酸

华南理工代谢工程改造酵母高效合成β-熊果苷

南昌大学改造微藻合成角黄素和二十碳五烯酸

江苏大学代谢工程改造大肠杆菌高效合成3-羟基丙酸

江南大学代谢工程改造谷氨酸棒状杆菌高效合成L-丙氨酸

北化工代谢工程改造大肠杆菌高效合成香豆素及衍生物

华东理工代谢工程改造大肠杆菌高效合成聚乳酸-羟基丁酸共聚酯

浙工大代谢工程改造新金分枝杆菌高效合成双降醇

一碳生物技术专业委员会青年学者工作组招募令

南工大基于人工支架高效合成烟酰胺单核苷酸

重庆大学代谢工程改造酵母高效合成L-哌啶酸

上海交大杨广宇研究员组/南开大学赵强教授组合作《AHM》：新型内切纤维素酶触发的 NO 靶向释放酶-前药治疗系统的开发及应用

天津大学代谢工程改造酵母高效合成麦角酸

清华大学代谢工程改造大肠杆菌高效合成(R)-1,3-丁二醇

清华大学改造盐单胞菌高效合成γ-氨基丁酸和2-吡咯烷酮

天工所代谢工程改造大肠杆菌高效合成乙酸苄酯

北理工开发生物传感器实现香兰素高效生产

分类

时事

民生

政务

教育

文化

科技

财富

体娱

健康

情感

旅行

百科

职场

楼市

企业

乐活

学术

汽车

时尚

创业

美食

幽默

美体

文摘

原创标签

时事社会财经军事教育体育科技汽车科学房产搞笑综艺明星音乐动漫游戏时尚健康旅游美食生活摄影宠物职场育儿情感小说曲艺文化历史三农文学娱乐电影视频图片新闻宗教电视剧纪录片广告创意壁纸头像心灵鸡汤星座命理教育培训艺术文化金融财经健康医疗美妆时尚餐饮美食母婴育儿社会新闻工业农业时事政治星座占卜幽默笑话独立短篇连载作品文化历史科技互联网

发布位置

广东北京山东江苏河南浙江山西福建河北上海四川陕西湖南安徽湖北内蒙古江西云南广西甘肃辽宁黑龙江贵州新疆重庆吉林天津海南青海宁夏西藏香港澳门台湾美国加拿大澳大利亚日本新加坡英国西班牙新西兰韩国泰国法国德国意大利缅甸菲律宾马来西亚越南荷兰柬埔寨俄罗斯巴西智利卢森堡芬兰瑞典比利时瑞士土耳其斐济挪威朝鲜尼日利亚阿根廷匈牙利爱尔兰印度老挝葡萄牙乌克兰印度尼西亚哈萨克斯坦塔吉克斯坦希腊南非蒙古奥地利肯尼亚加纳丹麦津巴布韦埃及坦桑尼亚捷克阿联酋安哥拉