亞利桑那大學——神經科學與認知科學
抗氧化即是抗衰老的傳言，在全世界遊蕩。
因為這個傳言，我們購買使用大量的抗氧化護膚品和保健品，生活飲食處處注意，只為了儘可能長的保持年輕。但最近的一項重磅研究顯示：氧化和衰老之間的關係，可能遠比先前想象的複雜[1]。
這項研究於2020年3月5日發表在頂級期刊《Cell》上。
在新陳代謝過程中，細胞會產生大量的活性氧（ROS）。傳言中，ROS是到處搞破壞的自由基，影響組織功能，最終造成衰老。這種對ROS的認識其實是對它功能的曲解。
ROS會對多種生物大分子（如DNA和蛋白質）造成氧化修飾，從而改變大分子的功能。
至於這些“改變”是好是壞，科學家也無從判斷。ROS對蛋白質的主要修飾靶點在半胱胺酸殘基上，這一靶點由於自身特殊的化學性質，很難在活體中被全面的標記和測量[2]，導致沒有足夠的數據能用來分析ROS氧化修飾造成的影響。
這次，來自哈佛大學的Xiao團隊開發出一種全新的標記方式，成功的對小鼠體內半胱胺酸殘基的氧化水平和ROS修飾位點進行了測量。
全新的數據顯示，與年輕小鼠（16周）相比，老年小鼠（80周）不論是全局蛋白半胱胺酸氧化程度，還是各組織中細胞器的氧化水平都沒有明顯區別，說明衰老和ROS氧化修飾的積累並無關聯。
ROS的氧化修飾和衰老應該是怎樣的關係呢？研究人員發現，小鼠在衰老過程中，ROS修飾的位點發生了大量的變動。通常來講，每個蛋白質都擁有多個半胱胺酸殘基供ROS進行氧化修飾，位點就是指這些不同位置的殘基。對不同位點的修飾將會對蛋白質的功能造成不同影響。
也就是說，衰老通過重塑ROS的修飾位點，大幅改變了蛋白質的功能，進而產生生理功能的變化。
舉例來講，小鼠的棕色脂肪組織（BAT）中的蛋白質在年輕時會被高度氧化，引發脂肪燃燒和產熱效果。隨著衰老，BAT的ROS修飾位點大量丟失，其中的多數蛋白質不再被氧化，脂肪燃燒減少，最終引發衰老相關的肥胖症。
此外，ROS和衰老還存在著另一層關係。半胱胺酸殘基除了能被ROS快速氧化，改變蛋白質功能，還能被輕易的還原（去掉修飾，恢復為修飾前的功能），這使得ROS對半胱氨酸的修飾成為了一種重要的生理調控手段。
比如，當肌細胞中已糖激酶2（HK2）上的半胱氨酸909位點被ROS氧化修飾，攝入的糖分將會被大量的引入糖酵解通路，轉化為能量；而當半胱氨酸909被還原時，絕大多數糖分會被重新引入磷酸戊糖通路（PPP），轉化為核糖。
這種調控能力暗示著一味的抗氧化，降低ROS對大分子的氧化修飾能力，可能反而會擾亂生理過程，造成不良的影響。
小結
推翻抗氧化等於抗衰老的傳言；提出ROS的氧化修飾位點，而不是氧化修飾水平，才是抗衰老的主要靶點；發現ROS對生理過程的關鍵調控作用，Xiao團隊此次的研究無疑是抗衰老研究的一次重大突破。
P.S. ：Xiao團隊將所有的半胱胺酸殘基測量數據進行了整理並建立了名為Oximouse（氧化老鼠）的數據庫供全世界的研究者免費使用。這對於今後抗衰老研究的意義究竟有多麼重大，相信我們很快就會看到。
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