“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）

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？

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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：

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 Biology（IF 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（MDA、GST、SOD和GPX）。

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 Science（IF 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—RNF25（Ser450）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。

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-OHdG）ELISA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DNPH的ELISA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）。

氧化应激相关的国自然中标数量一直保持相对稳定。

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