氧化应激(Oxidative Stress)是机体活性氧(ROS)与抗氧化系统动态失衡导致的病理生理状态,与衰老、神经退行性疾病、心血管疾病及肿瘤等多种疾病的发生发展密切相关。在之前的活性氧(ROS)检测知多少中我们介绍了ROS常见的检测方法。
今天,我们就来介绍一下氧化应激中另一个重要指标---谷胱甘肽(Glutathione, GSH)。在抗氧化防御体系中,谷胱甘肽不仅是直接清除自由基的关键分子,更是调控氧化还原信号通路的枢纽,在维持细胞稳态中发挥不可替代的作用。
谷胱甘肽是由谷氨酸(Glu)、半胱氨酸(Cys)和甘氨酸(Gly)通过γ-谷氨酰键和肽键连接形成的三肽(γ-Glu-Cys-Gly),分子式为C10H17N3O5S。其独特的γ-谷氨酰键(而非常见的α-肽键)使其不易被普通肽酶降解,从而在胞内稳定存在。
根据氧化还原状态,谷胱甘肽主要以两种形式存在:
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还原型谷胱甘肽(Reduced Glutathione, GSH):含游离巯基(-SH),具有强还原性,是细胞内主要的活性形式(占比>90%),直接参与自由基清除;
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氧化型谷胱甘肽(Oxidized Glutathione, GSSG):由两个GSH分子通过二硫键(-S-S-)偶联形成,为氧化产物,其比例升高是氧化应激的重要标志。

图1:谷胱甘肽代谢通路
关键指标
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GSH/GSSG比例:这个比值是评估细胞氧化还原平衡的重要参数。正常情况下,细胞内GSH/GSSG比值较高,这表明细胞内处于良好的抗氧化还原状态。当氧化应激发生时,GSH被大量消耗转化为GSSG,导致GSH/GSSG比值显著降低。
其他可检测指标
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总谷胱甘肽含量:指细胞或组织中还原型谷胱甘肽(GSH)和氧化型谷胱甘肽(GSSG)的总和。检测这个含量可以综合反映细胞内谷胱甘肽的整体水平。
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谷胱甘肽-S-转移酶(GST)酶活:氧化应激状态下,细胞内会产生大量的活性氧(ROS)和过氧化物,GST可以通过催化GSH与这些有害物质反应,减少它们对细胞的损伤。
高同型半胱氨酸血症 (HHcy)会引起多种神经系统疾病,研究显示铁死亡在HHcy中扮演重要角色。研究人员从植物中提取得到了一种天然类黄酮糖酮(Tectorigenin),为了验证 Tectorigenin是否能通过抑制铁死亡从而减轻高同型半胱氨酸 (Hcy)引起的细胞毒性,作者进行了一系列实验。因为GSH/GSSH比值是衡量铁死亡的重要指标之一,作者对不同处理后的BV-2细胞进行检测,结果发现Hcy造模组的GSH/GSSH会明显降低,而使用Tec处理后会明显回升。

图2:不同处理后检测BV-2细胞中的GSH/GSSH比例
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GSH and GSSG Assay Kit (K4630)
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Total Glutathione Detection Kit (DTNB Colorimetric Method) (K4629)
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BODIPY 581/591 C1 (C8003)
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Lipid Hydroperoxide (LPO) Assay Kit with 96-well plate (K2266)
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Dihydroethidium (DHE) (C3807)
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MitoSOX Red (B8808)



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