不僅與黃疸有關，小鼠研究表明膽紅素還能保護大腦

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神經元在與膽紅素結合時會表達出一種發出熒光的蛋白質。圖片來源: Chirag Vasavda

近日，美國約翰霍普金斯大學醫學院的研究人員在小鼠研究中發現，膽紅素（一種最常見導致黃疸患者皮膚變黃的膽汁色素）可能在保護腦細胞免受氧化應激損傷方面發揮著意想不到的作用。該研究近日已發表在《Cell Chemical Biology》上。

膽紅素通常在實驗室檢測中作為肝臟或血液健康的指標，高水平的膽紅素可能意味著疾病。然而，它是否對健康人有作用還不清楚。

約翰霍普金斯大學醫學院的研究團隊說，在測試小鼠體內哪些組織產生膽紅素時，他們對研究膽紅素這種化合物在大腦中的功能產生了興趣。令人驚訝的是，研究人員發現，膽紅素在小鼠大腦中的含量處於「異常」水平，其含量達到嚙齒動物肝臟的5到10倍。

圖片來源：《Cell Chemical Biology》

該研究聯合通訊作者、精神病學與行為科學系講師Bindu Paul說：「膽紅素通常被認為是一種廢物，但產生大量膽紅素需要消耗大量的代謝能量，而膽紅素卻沒有任何功能，這看上去非常不合理。」

研究團隊指出，過去的研究認為，膽紅素可能是一種重要的抗氧化劑。由於大腦的新陳代謝非常活躍，容易受到氧化損傷，因此他們認為膽紅素可能對保護大腦免受氧化應激尤為重要。

在他們的實驗中，研究人員使用了實驗室中生長的小鼠神經元，這些神經元經過基因工程處理不會產生膽紅素。隨著細胞的生長，研究人員通過將反應分子引入其環境，使它們暴露於各種氧化應激源中。

與正常小鼠的腦細胞相比，研究人員發現基因修飾的小鼠神經元更容易受到這些應激源的影響，尤其是在一種叫做超氧化物的有害氧的作用下。

該研究第一作者、Solomon Snyder實驗室的博士生Chirag Vasavda指出，超氧化物是一種重要的化學細胞信使，與大腦學習、記憶和發育有關。

然而，過度的腦細胞活動會導致不受控制的超氧化物水平，這可能引發氧化應激並促使一系列導致大腦損傷的有害反應。Vasavda說：「我們最初的實驗表明，膽紅素可能在控制大腦中超氧化物水平方面發揮著重要作用。」

研究團隊猜測，膽紅素這種調節超氧化物的能力源於其化學結構，這使得它能夠抓住並中和有害分子，而其他抗氧化劑，如谷胱甘肽和半胱氨酸，則無法做到這一點。

膽紅素的分子結構（上）和另一種流行抗氧化劑谷胱甘肽的分子結構（下）。圖片來源：Chirag Vasavd

為了測試這一點，研究人員在正常小鼠和缺少膽紅素小鼠的大腦中觸發了腦細胞活動過度的情況。他們發現，缺乏膽紅素產生基因的大腦積累了過多的超氧化物。然後，他們刺激正常小鼠和缺乏膽紅素小鼠的大腦活動，以測試缺乏膽紅素是否會加重大腦損傷或細胞死亡。

研究人員發現，缺乏膽紅素小鼠的腦損傷是正常小鼠的兩到三倍，這表明膽紅素保護正常的大腦免受有害超氧化物反應。

研究人員稱，這項研究促進了我們對膽紅素在大腦和其他部位作用的科學理解，並可能為亨廷頓舞蹈症和帕金森症等神經退行性疾病帶來新的治療方法，這些疾病的特徵是超氧化物水平過高和氧化應激。

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