不仅与黄疸有关，小鼠研究表明胆红素还能保护大脑

来源：中国生物技术网

神经元在与胆红素结合时会表达出一种发出荧光的蛋白质。图片来源: Chirag Vasavda

近日，美国约翰霍普金斯大学医学院的研究人员在小鼠研究中发现，胆红素（一种最常见导致黄疸患者皮肤变黄的胆汁色素）可能在保护脑细胞免受氧化应激损伤方面发挥着意想不到的作用。该研究近日已发表在《Cell Chemical Biology》上。

胆红素通常在实验室检测中作为肝脏或血液健康的指标，高水平的胆红素可能意味着疾病。然而，它是否对健康人有作用还不清楚。

约翰霍普金斯大学医学院的研究团队说，在测试小鼠体内哪些组织产生胆红素时，他们对研究胆红素这种化合物在大脑中的功能产生了兴趣。令人惊讶的是，研究人员发现，胆红素在小鼠大脑中的含量处于“异常”水平，其含量达到啮齿动物肝脏的5到10倍。

图片来源：《Cell Chemical Biology》

该研究联合通讯作者、精神病学与行为科学系讲师Bindu Paul说：“胆红素通常被认为是一种废物，但产生大量胆红素需要消耗大量的代谢能量，而胆红素却没有任何功能，这看上去非常不合理。”

研究团队指出，过去的研究认为，胆红素可能是一种重要的抗氧化剂。由于大脑的新陈代谢非常活跃，容易受到氧化损伤，因此他们认为胆红素可能对保护大脑免受氧化应激尤为重要。

在他们的实验中，研究人员使用了实验室中生长的小鼠神经元，这些神经元经过基因工程处理不会产生胆红素。随着细胞的生长，研究人员通过将反应分子引入其环境，使它们暴露于各种氧化应激源中。

与正常小鼠的脑细胞相比，研究人员发现基因修饰的小鼠神经元更容易受到这些应激源的影响，尤其是在一种叫做超氧化物的有害氧的作用下。

该研究第一作者、Solomon Snyder实验室的博士生Chirag Vasavda指出，超氧化物是一种重要的化学细胞信使，与大脑学习、记忆和发育有关。

然而，过度的脑细胞活动会导致不受控制的超氧化物水平，这可能引发氧化应激并促使一系列导致大脑损伤的有害反应。Vasavda说：“我们最初的实验表明，胆红素可能在控制大脑中超氧化物水平方面发挥着重要作用。”

研究团队猜测，胆红素这种调节超氧化物的能力源于其化学结构，这使得它能够抓住并中和有害分子，而其他抗氧化剂，如谷胱甘肽和半胱氨酸，则无法做到这一点。

胆红素的分子结构（上）和另一种流行抗氧化剂谷胱甘肽的分子结构（下）。图片来源：Chirag Vasavd

为了测试这一点，研究人员在正常小鼠和缺少胆红素小鼠的大脑中触发了脑细胞活动过度的情况。他们发现，缺乏胆红素产生基因的大脑积累了过多的超氧化物。然后，他们刺激正常小鼠和缺乏胆红素小鼠的大脑活动，以测试缺乏胆红素是否会加重大脑损伤或细胞死亡。

研究人员发现，缺乏胆红素小鼠的脑损伤是正常小鼠的两到三倍，这表明胆红素保护正常的大脑免受有害超氧化物反应。

研究人员称，这项研究促进了我们对胆红素在大脑和其他部位作用的科学理解，并可能为亨廷顿舞蹈症和帕金森症等神经退行性疾病带来新的治疗方法，这些疾病的特征是超氧化物水平过高和氧化应激。