单线态氧对大鼠脑细胞线粒体能量代谢的影响

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文章链接：https://doi.org/10.1016/j.freeradbiomed.2020.12.022

因此，单线态氧可以作为信号和刺激分子参与许多生理过程，或者与三线态氧参与相同的反应，但是单线态氧可能具有更高的反应活性和效率。由于技术限制，单线态氧在生理学和病理学中的作用尚不明确，与其他活性氧相比，无法进行深层次的研究。

已有报道证实1267nm的红外激光脉冲照射有机溶液和癌细胞可以产生单线态氧。利用这一现象，2021年英国伦敦大学Plamena R. Angelova 课题组在Free Radical Biology andMedicine 杂志上发表了题为“Singletoxygen stimulates mitochondrial bioenergetics in brain cells ”的研究论文，探讨了1267nm激光照射产生的单线态氧对大鼠脑细胞线粒体能量代谢的影响。

主要研究结果如下：

图1. 1267nm激光照射下神经元和星形胶质细胞的单线态氧产量

（二）单线态氧对线粒体的影响

图2. 1267nm激光照射增加了线粒体膜电位，激活了NADH和FADH依赖的呼吸

NADH是线粒体电子传递链(ETC)复合体I的底物和电子供体。低强度的1267 nm激光照射，不会改变NADH自发荧光的水平(图2d)。然而，高强度的激光照射，线粒体NADH池减少20–30%，而FAD的自发荧光增加(图2d, e)，这与线粒体复合物II的激活相对应。

因此，1267nm激光产生的单线态氧会激活神经元和星形胶质细胞中线粒体ETC复合物I和复合物II。

图3. 1267nm激光照射刺激神经胶质细胞中ATP的产生

另一方面，1267nm激光诱导产生的单线态氧对线粒体呼吸的影响导致了ATP产生加快，并且随着照射强度的增加，ATP产生加快(图3)。

（三）单线态氧对线粒体呼吸的影响

图4. 1267nm激光照射提高了线粒体氧化磷酸化效率

此外，1267nm激光照射导致了ADP/O的增加(图4a)，表明单线态氧存在时线粒体的氧化磷酸化效率提高。添加0.5μM FCCP能够激活线粒体最大耗氧量，1267nm激光照射的线粒体呼吸速率显著高于对照组。

结论