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“国自然老热点如何做出新意?”系列——氧化应激,从入门到创新(1)

小张聊科研  · 公众号  · 科研  · 2024-09-25 20:00

正文

氧化应激是指在生物体内,活性氧(ROS)的产生与清除失衡,导致细胞成分受损的状态。氧化应激在细胞信号、基因表达、凋亡、免疫反应及代谢等生理过程的调控中发挥作用;同时与多种病理过程相关,包括癌症、心血管疾病、神经退行性病和糖尿病等。从国自然项目申报来说,氧化应激是“老热点”了,那氧化应激还能不能研究呢?如果继续做,该怎样做出新意呢?

如果大家有基金申请或者课题思路上的疑问,可以联系我们进行咨询:

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这一主题分(1)和(2两期为大家讲解,并同步更新在了视频号上,本期介绍的是氧化应激基础的研究思路:

如何围绕氧化应激拓展,提升课题的创新性呢?下一期再为大家更新。

我们对发表的文章进行了调查和分类,将氧化应激相关的文章按照其研究思路分为两类:

1.研究某个刺激因素促进氧化应激的机制,从氧化应激的上游诱发机制角度展开:

刺激因素——主角分子及机制——氧化应激——疾病

2.研究氧化应激导致疾病表型的机制,即从氧化应激的下游效应机制角度展开:

氧化应激——主角分子及机制——疾病

这两种思路如何选择?答案是根据我们研究的侧重点:如果氧化应激与某个疾病和细胞表型明确相关,那么就可以从氧化应激的上游机制开展研究,比如PM2.5通过氧化应激诱导肺炎的课题,这一思路PM2.5??机制—氧化应激—肺炎就能顺利进行;要研究氧化应激如何诱导衰老,符合氧化应激下游效应机制研究,氧化应激—??机制—衰老也是个好主意。


那么我们对这两种类型的文章思路举例阐述吧。

案例一:研究角度为氧化应激的上游诱发机制。

文章于2024年发表在Redox BiologyIF 10.7),来自南京农业大学刘文斌团队,题目为“Excessive linoleic acid induces muscle oxidative stress through 5-lipoxygenase-dependent peroxidation”(过量亚油酸通过5-脂氧合酶依赖性过氧化诱导肌肉氧化应激)。

 

按照前面的介绍,本文的研究思路可归纳如下:

1.验证刺激因素对氧化应激的作用

通过亚麻酸饲养试验,检测肌肉氧化应激指标(MDAGSTSODGPX)。

2.机制探索——主角分子

GC-MS分析发现醛类物质介导亚麻酸诱导的氧化应激。

亚麻酸是5-脂氧合酶5-LOX)的直接催化底物。

3.分子机制挖掘

cAMP-PKA信号5-LOX胞质转移结合并催化亚麻酸氧化醛类物质氧化应激


案例二:研究角度为氧化应激的下游效应机制。

文章于2024年发表在Advanced ScienceIF 14.3),来自四川大学华西医院黄灿华团队,题目为“Oxidative Stress Promotes Liver Cancer Metastasis via RNF25-Mediated E-Cadherin Protein Degradation”(氧化应激通过RNF25介导的E-钙粘蛋白降解促进癌症转移)。

 

按照前面的介绍,本文的研究思路可归纳如下:

1.验证氧化应激对疾病的作用

构建肝癌小鼠模型,并使用抗氧化剂NAC处理,检测HCC转移、E-钙粘蛋白水平。

2.机制探索——主角分子

通过免疫共沉淀(Co-IP)和质谱(MS)筛选ECAD的相互作用蛋白RNF25,建立稳定表达RNF25的细胞系进行功能验证。

3.分子机制挖掘

氧化应激—PKA—RNF25Ser450)磷酸化催化E-cadherin降解—HCC转移。


总结


不难看出,对氧化应激进行研究,第一步都是要将氧化应激的这一功能确定下来;第二步寻找主角分子,可通过蛋白互作或者相关的代谢调控途径进行确定;第三步,围绕主角分子进行上游和下游调控机制的研究。


附1:氧化应激的检测指标与方法

1.ROS测定

基于荧光探针DCFH-DA的活性氧(ROS)检测试剂盒。

 

2.氧化应激代谢产物

DNA氧化损伤标志物如8-OHdG——8-OHdGELISA试剂盒;

脂质过氧化标志物如丙二醛(MDA——MDA检测试剂盒;

蛋白质氧化标志物如蛋白质羰基——基于抗DNPHELISA分析。

3.抗氧化酶——比色法

超氧化物歧化酶(SOD);

过氧化氢酶(CAT);

谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px);

谷胱甘肽还原酶(GR)等。

4.非酶抗氧化剂——比色法

谷胱甘肽(GSH)。


附2:氧化应激—国自然中标列举

氧化应激相关的国自然中标数量一直保持相对稳定。

 

END