單線態氧對大鼠腦細胞線粒體能量代謝的影響

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文章鏈接：https://doi.org/10.1016/j.freeradbiomed.2020.12.022

因此，單線態氧可以作為信號和刺激分子參與許多生理過程，或者與三線態氧參與相同的反應，但是單線態氧可能具有更高的反應活性和效率。由于技術限制，單線態氧在生理學和病理學中的作用尚不明確，與其他活性氧相比，無法進行深層次的研究。

已有報道證實1267nm的紅外激光脈沖照射有機溶液和癌細胞可以產生單線態氧。利用這一現象，2021年英國倫敦大學Plamena R. Angelova 課題組在Free Radical Biology andMedicine 雜志上發表了題為“Singletoxygen stimulates mitochondrial bioenergetics in brain cells ”的研究論文，探討了1267nm激光照射產生的單線態氧對大鼠腦細胞線粒體能量代謝的影響。

主要研究結果如下：

圖1. 1267nm激光照射下神經元和星形膠質細胞的單線態氧產量

（二）單線態氧對線粒體的影響

圖2. 1267nm激光照射增加了線粒體膜電位，激活了NADH和FADH依賴的呼吸

NADH是線粒體電子傳遞鏈(ETC)復合體I的底物和電子供體。低強度的1267 nm激光照射，不會改變NADH自發熒光的水平(圖2d)。然而，高強度的激光照射，線粒體NADH池減少20–30%，而FAD的自發熒光增加(圖2d, e)，這與線粒體復合物II的激活相對應。

因此，1267nm激光產生的單線態氧會激活神經元和星形膠質細胞中線粒體ETC復合物I和復合物II。

圖3. 1267nm激光照射刺激神經膠質細胞中ATP的產生

另一方面，1267nm激光誘導產生的單線態氧對線粒體呼吸的影響導致了ATP產生加快，并且隨著照射強度的增加，ATP產生加快(圖3)。

（三）單線態氧對線粒體呼吸的影響

圖4. 1267nm激光照射提高了線粒體氧化磷酸化效率

此外，1267nm激光照射導致了ADP/O的增加(圖4a)，表明單線態氧存在時線粒體的氧化磷酸化效率提高。添加0.5μM FCCP能夠激活線粒體最大耗氧量，1267nm激光照射的線粒體呼吸速率顯著高于對照組。

結論