科學家發現自由基導致疾病惡化的主因

科學家首次發現自由基是透過對粒腺體造成細胞損傷機制以促使一些常見疾病的惡化，如老化、心血管疾病、癌症、糖尿病、阿茲海默症，並在此研究過程中提出一種新方法來評估細胞損傷的程度，以決定何種抗氧化劑能有效治療疾病。這項研究成果已發表在《細胞》（Cell）期刊上。 活性氧分子（Reactive oxygen species，ROS），如自由基，是高反應性的分子，它會對接觸到的分子造成結構上的變化，透過這類分子，人體可以感應到創傷的產生或消滅入侵者。但活性氧分子過量時卻會透過一種名為氧化壓力（oxidative stress）的過程來破壞細胞內蛋白質和DNA，而導致疾病的發生。 人體內活性氧分子從何而來呢？粒腺體是細胞內的能量工廠，它會利用氧分子將食物轉化為人體所需的能量，在轉換的過程中便會產生這些活性氧分子。過去科學家認為粒腺體功能異常只與一些罕見疾病有關，如今卻發現活性氧分子是造成許多常見疾病惡化的主因，粒腺體在這過程中自然脫離不了關係。 科學家在這項研究中發現雖然過量的活性氧分子會破壞細胞內的蛋白質和DNA，但並非導致疾病惡化的主因。這些分子當中尤以超氧化物（superoxide）為主，愈來愈多證據顯示過量的超氧化物會導致粒腺體膨脹破裂，使細胞出現能量供應的危機，最終導致細胞的死亡，這就像核能發電廠發生軸心熔毀一樣危險（Meltdown at the Powerhouse），而這才是這類分子造成病變的關鍵。 研究人員更利用一種可以測量到超氧化物量變化的新工具來觀察超氧化物在細胞內的含量是否出現異常。當超氧化物激增時，會將此法中的蛋白質探針的半胱氨酸氧化而產生螢光訊號（特稱為superoxide flash），而在正常細胞內則不會有訊號的明顯變化，透過這些訊號就能察覺出該細胞是否異常，同時可評估異常的程度，以便決定合適的治療方針。