活性氧在巨噬细胞与抗菌免疫中的作用
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文章导读
活性氧 (ROS) 参与了生命领域的大量细胞过程，包括细菌、植物、动物和人类。ROS 对巨噬细胞介导的免疫反应的重要性是毋庸置疑的，然而，只有少数研究对 ROS 进行了深入分析，而关于精确氧化还原调节靶分子的研究则更少。来自科隆大学的 Michael Schramm 在 Antioxidants 上发表了综述，简要介绍了 ROS 及其在巨噬细胞中的来源，总结了 ROS 在直接和间接抗菌免疫防御中的多重作用，并对常用的 ROS 探针、清除剂和抑制剂进行综述。
研究内容及结果
细胞氧化还原平衡及 ROS 来源
细胞的氧化还原状态受到 ROS 产生和抗氧化防御系统的影响，当 ROS 产生和清除因子处于平衡状态时，达到氧化还原平衡，这也是细胞内的正常状态 (图1-1)；当 ROS 产生增加并超过抗氧化防御系统的能力，并且过量的 ROS 在重要的细胞功能中起到促进作用，这被称为氧化应激 (图1-2)；当 ROS 持续产生并超过细胞功能所需水平将导致氧化损伤 (图1-3)。随后，作者围绕 NADPH 氧化酶、线粒体、黄嘌呤氧化酶、过氧化物酶体、环氧合酶和脂氧合酶、以及细胞色素 P450 酶几个方面对细胞 ROS 来源进行总结。在很多真核细胞中，NADPH 氧化酶家族和线粒体的呼吸电子传递链是 ROS 的两个主要来源。
图 1 细胞的氧化还原状态
巨噬细胞和 ROS
巨噬细胞通常是第一个遇到入侵病原体的免疫细胞，通过吞噬作用吞噬病原体、死细胞和细胞碎片，随后在吞噬溶酶体中将其降解。作者重点介绍了巨噬细胞利用 ROS 进行抗菌防御的不同方式，主要包括：巨噬细胞中 ROS 的直接抗菌功能、ROS 的免疫调节功能、以及 ROS 与炎性小体三个方面，并详细总结了 ROS 与细菌、寄生虫以及病毒间的关系与作用，线粒体 ROS 和 NADPH 氧化酶衍生的 ROS 的免疫调节功能以及他们在炎性小体活化中的作用。
ROS 探针、清除剂和抑制剂
ROS 探针种类繁多，随着技术的不断发展，其应用和选择范围也不断扩大。作者围绕可扩散 ROS 探针 (全细胞 ROS 检测) 和非扩散 ROS 探针 (室特异性 ROS 检测) 两方面对常用的和市售的 ROS 探针进行介绍，这些 ROS 探针或通过消耗 ROS 的反应发出化学荧光，或与 ROS 反应后发出荧光。ROS 清除剂不仅可以清除·OH 和 O2·-等自由基，也可以清除 H2O2 这样的非自由基，这都取决于清除剂的化学结构。最后，文中对各类常见的 ROS 清除剂和 ROS 源抑制剂及其作用机理进行详细综述。
研究总结
活性氧在巨噬细胞介导的免疫中极具重要性和多功能性，然而，关于深入分析 ROS 以及氧化还原调节靶点机制的研究甚少，且实验中通常会因为诸多原因导致巨噬细胞中 ROS 测量误解，旨在为巨噬细胞中 ROS 的直接或间接抗菌功能提供新机制见解的研究需仔细考虑本综述所提供的参数。
原文出自 Antioxidants 期刊
Herb, M.; Schramm, M. Functions of ROS in Macrophages and Antimicrobial Immunity. Antioxidants 2021, 10, 313. https://www.mdpi.com/1004584
主编：Prof. Dr. Alessandra Napolitano, University of Naples “Federico II”, Italy;
副主编：刘健康教授，西安交通大学/康复大学，中国
期刊为抗氧化剂科学和技术的相关研究提供了一个发表平台，重点关注活性物种、生物相关过程、天然产物和食品中活性物质的抗氧化性能、作用机制、应用和用途的新见解和想法。期刊在中科院分区大类医学2区，小类药物化学和食品科技均为1区，生化与分子生物学2区；在 Web of Science Journal Citation Reports 数据库的 Medicinal Chemistry、Food Science & Technology 和 Biochemistry & Molecular Biology 三个分区中皆为 1 区。期刊5年 IF 为7.3。
2022 Impact Factor: 7.0
2022 CiteScore: 8.8
Time to First Decision: 14.4 Days
Time to Publication: 35 Days
