Deletion of the lactoperoxidase gene causes multisystem inflammation and tumors in mice.
Deletion of the lactoperoxidase gene causes multisystem inflammation and tumors in mice.
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DOI：
10.1038/s41598-021-91745-8
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发表时间：
2021-06-14
影响因子：
4.6
通讯作者：
Lu Z
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Yamakaze J;Lu Z
强氧化性 H2O2 在生物学上很重要，但如果不加以控制，会导致组织损伤。乳过氧化物酶 (LPO) 催化氧化还原反应，将高活性的 H2O2 还原为 H2O，同时将硫氰酸盐 (SCN−) 氧化为相对组织无害的次硫氰酸盐 (OSCN−)。 SCN− 是唯一已知的天然、有效的 LPO 还原底物；人类通常仅从食物中获取 SCN−。虽然其酶促机制已被了解，但 LPO-SCN− 系统在哺乳动物中的实际生物学作用仍不清楚。我们的小组之前表明，该系统可以保护培养的人类细胞免受 H2O2 引起的损伤，这是假设普遍缺乏这种抗氧化机制会导致多系统炎症和肿瘤的假设的基础。为了验证这一假设，我们在小鼠体内全面删除了 Lpo 基因。突变小鼠在心血管、呼吸、消化或排泄系统、神经病理学和肿瘤方面表现出炎症和病变，且发生率很高。因此，这种正在研究的 LPO-SCN− 系统是体内重要的保护机制。
Strongly oxidative H2O2 is biologically important, but if uncontrolled, would lead to tissue injuries. Lactoperoxidase (LPO) catalyzes the redox reaction of reducing highly reactive H2O2 to H2O while oxidizing thiocyanate (SCN−) to relatively tissue-innocuous hypothiocyanite (OSCN−). SCN− is the only known natural, effective reducing-substrate of LPO; humans normally derive SCN− solely from food. While its enzymatic mechanism is understood, the actual biological role of the LPO-SCN− system in mammals remains unestablished. Our group previously showed that this system protected cultured human cells from H2O2-caused injuries, a basis for the hypothesis that general deficiency of such an antioxidative mechanism would lead to multisystem inflammation and tumors. To test this hypothesis, we globally deleted the Lpo gene in mice. The mutant mice exhibited inflammation and lesions in the cardiovascular, respiratory, digestive or excretory systems, neuropathology, and tumors, with high incidence. Thus, this understudied LPO-SCN− system is an essential protective mechanism in vivo.
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