自由基、抗氧化剂、信号和人类健康—第14届国际自由基会议纪实

日期：2008-10-30　　浏览次数：7493

会议概括

由国际自由基学会（Society for Free Radical Research International）（SFRRI）授权，由中国生物物理学会自由基生物学和医学专业委员会承办，中国生物化学与分子生物学会临床应用生物化学与分子生物学分会、中国人民解放军总医院和中华预防医学会自由基生物医学专业委员会协办的、由SFRRI 、亚洲SFRR、 Club of Oxygen California (OCC),国家自然科学基金委员会、中国科学院生物物理研究所和一些公司赞助的第14届国际自由基大会（XIV Biennial Meeting of FSFRRI）于2008年10月18-22日在北京成功召开。这是国际自由基生物医学学术界的同行对我们的一次检阅，也是促使我国学者与学术组织融入国际学术领域和展示我们研究工作成绩的良好机会。自SFRRI成立近30年来,这是首次在我国举办的”国际自由基大会”，说明国际自由基研究领域的同行对我国从事自由基生物学和医学研究的信任和认可。

诺贝尔获奖者Ferid Murad教授，国际自由基学会主席Enrique Cadenas教授、前主席Helmet Sies教授和当选主席、联合国科教文组织干事Angelo Azzi教授等国际著名自由基和抗氧化剂专家教授和来自全世界37个国家和地区的学者516人参加了这次盛会。146位国际著名学者分别在主会场和11个分会场进行学术报告，内容丰富，讨论热烈。 分会场包括: I: 检测自由基新技术；Ⅱ细胞信号的氧化还原调节；III 氧化应激、炎症和肿瘤；IV环境毒理和污染自由基生物学；V绿色植物和的氧化还原信号；VI 线粒体：ROS(reactive oxygen species)和RNS(reactive nitrogen species)的来源和靶点；VII多酚的健康益处：分子机理和功能；VIII中草药中的自由基和天然抗氧化剂；IX 糖尿病和代谢综合症中的氧化应激；X衰老和神经退行性疾病；XI心脏病和氧化应激。大会的主题是自由基、抗氧化剂、信号和人类健康。

会前召开了第七届全国自由基生物学和医学大会、第3届海峡两岸三地自由基生物学和医学大会和线粒体卫星会议，同时在日本还召开了“脂质过氧化”卫星会议，会后分别在韩国和杭州召开了卫星会议。这次会议的规模和影响之大都是空前的，与会的代表一致表示这是一次成功的大会。

大会突显以下主要特点：

一、检测自由基新技术层出不穷

自由基的检测和定性定量分析历来是研究自由基的第一步，各国科学家都很重视，近年来这方面也取得了很大进展，这次会上专门设了一个专题进行交流，也来了不少这方面的知名教授和专家，有很多新技术和新方法报告，包括ESR波谱仪和质谱仪、自旋和荧光探针特异地测量和成像等。

Trevor Slater是国际自由基学会的第一任主席，因此，国际自由基学会设了这个奖项，每次国际自由基大会前，在全世界广泛征求意见和严格评审出对自由基研究做出突出贡献和新发现的科学家，在会上进行报告和奖励。今年获奖者是来自新西兰的Christine Winterbourn教授。她报告的题目是 “中性粒细胞杀伤微生物产生的有关氧化产物的检测”，她在分析中性粒细胞杀伤微生物产生的有关氧化产物的检测方法上发展了新技术。

分组邀请报告中，Jean Cadet 教授（France） 介绍了测量自由基引起DNA损伤新方法和原理. Yang Liu教授 (China) 他们实验室建立的自旋捕捉测量细胞内ROS新技术。Garry R. Buettner教授 （USA）讨论了如何规模化测定生物体系氧化还原过程产生的超氧自由基和过氧化氢。 Dan Yang 教授（Hongkong, China）介绍了如何应用荧光探针特异测量和成像ROS/RNS产物. Lawrence J. Berliner 教授（USA） 讨论了如何利用自旋标记技术研究生物体内的氧化还原反应。Ronald Mason教授（USA）介绍了他们实验室建立的在细胞和组织中利用ESR波谱仪和质谱仪检测DNA和蛋白质自由基。 Xueji Zhang教授（USA） 介绍了如何利用电化学传感器测量生物体系产生的NO自由基. Hideo Utsumi (Japan) 讨论了应用磁共振成像在疾病模型中测量氧化还原反应。 Michael J. Davies教授 (Australia) 介绍了测量蛋白质氧化的的原理和程序。其它教授和专家还介绍了一些其它方法和技术并进行了热烈讨论。

二、细胞信号的氧化还原调节是自由基近年来研究的热点

细胞信号的氧化还原调节是自由基近年来研究的一个热点，也是本次会议的主题内容，设了2个专题进行交流，同时在其它几个专题也都涉及到这一内容。参加交流的人数也最多，讨论也最为热烈。

诺贝尔获奖者美国德州大学医学院Ferid Murad报告的题目是“一氧化氮和环化GMP(guanylic acid)在细胞信号和药物研发中的作用”。一氧化氮在细胞信号中的作用是近20年生物学发展最快的领域。一氧化氮是一个可以调节生长等生物过程的自由基气体。一氧化氮由一氧化氮合酶催化L-精氨酸产生的。一氧化氮参与多种疾病过程，在临床药理学发挥着重要作用。10年前，3位美国科学家正因为研究一氧化氮自由基而获得1998年度诺贝尔医学生理学奖。

分组邀请报告中，Arne Holmgren教授 (Sweden) 介绍了硫氧还蛋白和谷氧还蛋白巯基氧化还原的调节作用。Junji Yodoi 教授(Japan) 对TRX （thioredoxin） /TBP-2(TRX binding protein) 在氧化和代谢应激及炎症响应信号中的作用机理。Xun Shen 教授 (China) 讨论了硫氧还蛋白还原酶对NADPH氧化酶活性的氧化还原调节作用的信号通路。Jack van Horssen 教授(Netherlands)介绍了Nrf2(nuclear factor-erythroid-2-related factor 2) 对氧化应激引起的多种粥样硬化病理的调节和抗氧化保护作用的信号通路。 Chang Chen教授(China) 讨论了亚硝基化－泛素化－SUMO （sumoylation）化三种蛋白质翻译后修饰的相互调控： 一氧化氮通过亚硝基化调控SUMO连接酶Pias3泛素化，促使其降解，从而调控SUMO化。本工作不仅发现了一种新的调控SUMO化修饰的分子机制，而且揭示了一氧化氮调控细胞功能的一种新的方式——调控SUMO化修饰，为今后研究一氧化氮参与生理以及病理过程机制提供了新的思路。Young-Joon Surh 教授 (South Korea) 讨论了Nrf2 作为应激响应基因诱导细胞信号的氧化还原的激发器。Shoei-Yn Lin-Shiau教授 (Taibei,China) 讨论了金属螯合剂通过氧化应激信号星型胶质细胞凋亡的机理。Sue Goo Rhee 教授(Korea) 讨论了在细胞重建过程NAPDH 氧化酶 5被血管紧张肽 II活化的信号通路。Chunxu Hai 教授(China)实验室发现，多抗氧化剂链可能调节过氧化氢启动的细胞增生信号。其它教授和专家对其他细胞信号的氧化还原调节进行了热烈的讨论。

三、自由基氧化应激与疾病关系密切

从目前研究结果揭示的证据表明自由基几乎和人类大部分常见的几种主要疾病都有关系，从人类死亡率最高的心脑血管疾病，到人类最可怕的癌症，无一不和氧自由基有着密切关系。在循环系统，动脉粥样硬化，血栓的形成，心肌缺血再灌注损伤的发病过程中氧自由基起着重要作用；糖尿病与氧自由基密切相关；致癌，促癌和癌的形成的每一步都有氧自由基的产生和参与；在免疫反应的炎症中，巨噬细胞呼吸爆发释放大量一氧化氮和氧自由基。会议有3个分会讨论自由基氧化应激与缺血再灌注损伤、癌症、炎症和糖尿病等几种有代表性的疾病的关系，从自由基的角度给出一些与传统医学不同的发病机理和对疾病的认识，提出了一些新的治疗方法。

分组邀请报告中，Yuji Naito 教授(Japan) 介绍了一种质子泵抑制剂在胃肠道中通过活化Nrf2 和氧化 keap1诱导血红素加氧酶调节抗炎效应。Gabbianelli Rosita教授 (Italy) 讨论了抗氧化剂对炎症过程多形核白细胞呼吸爆发损伤的保护作用机理。 Rongliang Zheng教授 (China) 讨论了在体内外 H2O2 对血管生成的生理调节作用和天然抗氧化剂对血管生成和肿瘤产生的抑制作用机理。K.L.Khanduja 教授(India)讨论了天然抗氧化剂类似物对肿瘤的化疗作用机理。

Chandan K. Sen 教授(USA) 讨论了缺血后心肌的变化启动原初成年心肌成纤维细胞对氧敏感现象的机理。Dipak K. Das教授 (USA) 讨论了Ref-1 刺激心肌干细胞产生ROS和诱导分化的抑制机理。Young-Joon Surh 教授(Korea) 介绍了地中海贫血病人氧化应激诱导血管功能紊乱和细胞应激响应的研究结果。 Asghar Zarban 教授(Iran) 讨论了有和没有急性心肌梗塞家族史儿童患者氧化应激的特点和症状。

Sushil K. Jain 教授(USA) 介绍了他们研究糖尿病的氧化应激、营养药物和并发症的最新结果。

Xingen Lei 教授(USA) 介绍了他们研究过表达谷胱甘肽过氧化酶诱导糖尿病的新发现。An-Sik Chung 教授(Korea) 讨论了硫辛酸通过调节糖吸收和脂肪细胞分化抗糖尿病的机理。Dainel Tsun-yee Chiu 教授(Taibei, China) 介绍了他们以G6PD(glucose-6-phosphate dehydrogenase)-缺陷作为模型研究细胞和疾病中氧化应激的结果。其他教授和专家还就自由基氧化应激与疾病关系进行了交流和讨论。

四、环境污染引起自由基损伤和氧化应激不容忽视

随着国民经济的发展，人民生活水平的提高，大量废水、废物和废气的排放，造成环境污染，严重影响人类的生存和健康。很多环境污染对生物的毒害和人类健康的危害都与自由基有密切关系。例如除草剂百枯草和杀草快，这类化合物常被还原得到一个电子形成稳定自由基，很多重金属的生物毒性是通过自由基机理的。另外，吸烟和饮酒对健康的危害也是通过自由基机理的，会议就这些内容进行交流和讨论。

Frank J Kelly教授 (UK) 讨论了城市空气污染、交通阻塞造成的氧化应激，特别引起注意的是空气中的颗粒物质。吸入颗粒物质可以在肺部引起氧化应激和炎症，通过上调氧化还原敏感的转录因子导致肺组织损伤。Beatriz Gonzalez-Flecha 教授(USA) 讨论了空气颗粒物质对心肌响应调节的影响。Ben-Zhan Zhu教授 (China) 讨论了环境中过氧化物和卤化醌产生羟基和烷类自由基的机理。Jin-yuan Zhao 教授(China)介绍了他们研究 ROS引起急性呼吸窘迫症（ARDS）新的实验证据。 Hideko Sone教授 (Japan) 讨论了环境化学引起肿瘤和发育紊乱中基因表达的作用和意义。Marie Chia-mi Lin 教授(Hongkong, China) 讨论了酒精引起自由基产生和生育缺陷的关系和机理以及如何预防的措施。

Tomasz Bilinski教授 (Poland) 介绍了丙烯醛和烯丙醇毒性和氧化应激引起谷胱甘肽消耗对生物体的损伤。Scott W. Burchiel 教授(USA) 讨论了环境多环芳烃引起人肺上皮细胞氧化应激的基因毒理学的分析结果。其它教授和专家对环境污染引起自由基和氧化应激损伤和毒害的其它方面进行了交流和讨论。

五、线粒体是细胞产生自由基的主要场所

线粒体是体内氧自由基的重要来源，线粒体是细胞产生ROS的主要场所，线粒体功能异常对细胞的氧化损伤有密切关系。线粒体功能紊乱，可以使正常氧化还原过程产生更多的氧自由基，氧自由基的产生进一步加重了线粒体DNA、酶、膜脂质损伤，同时加重细胞的破坏，造成细胞功能的降低或细胞的死亡。近年来线粒体与自由基的研究越来越受到人们的关注。本次大会不仅有这方面的报告，而且在会前还有一个卫星会专门对线粒体在细胞产生自由基的最新进展进行了交流。

北京大学年轻的程和平教授向大会报告了“单个线粒体的超氧自由基爆发”。他们发展了一种新的线粒体结构定位的高特异性超氧指示器，即基因编码的、定位于线粒体的可用于实时测量的荧光蛋白。检测到了单个线粒体在时间和空间上随机产生的超氧自由基爆发。超氧自由基爆发可以作为各种氧化应激引起疾病的生物信号。这是首次在活体细胞中观测到局部、间歇性、量子化超氧的产生。超氧自由基爆发作为线粒体膜通透性转运孔道(mPTP)开放所触发，与线粒体电子传递链活性密切相关。上述工作对自由基和线粒体研究领域有三方面的意义，一是找到了新的ROS信号指示剂，二是超氧自由基爆发可作为氧化应激相关疾病的生物标记物，三是对生理和病理状况下mPTP和电子传递链功能有了新认识。该工作在国际著名的CELL杂志上发表。

分组邀请报告中，Sten Orrenius (Sweden) 和 Hidevuki Majima教授(Japan) 交流和讨论了线粒体产生 ROS 调节细胞死亡的机理. Quan Chen教授(China) 讨论了线粒体氧化还原信号活化细胞凋亡的机理。Jiankang Liu教授(USA) 介绍了他们研究线粒体营养和线粒体产能对防治2型糖尿病的协同作用新结果。其他教授和专家对线粒体是细胞产生自由基的其它方面的最新进展进行了交流和讨论。

六、天然抗氧化剂的健康益处备受关注

自由基是发挥生物功能还是引起衰老和疾病，这取决于自由基在体内产生的多少和产生的部位及产生和清除的平衡。体内自由基的产生和清除应当是平衡的，或者说体内氧化和还原应当是平衡的，这样人体才能保持健康。如果自由基产生过多和清除自由基的能力下降，体内就会有多余的自由基，会损伤细胞成分，即“氧化应激”状态。这时如果不加以调整，继续发展下去就会导致疾病和衰老的发生，需要从体外补充抗氧化剂，帮助体内自由基的平衡。目前市场上广泛销售和被广大人群使用的一类抗氧化剂保健食品和药物，都是利用了其中的有效成分抗氧化剂对有害自由基的清除作用原理。例如，茶多酚、银杏黄酮、葡萄籽和葡萄皮提取物原花青素和白藜芦醇等。具有中国特色的从中草药中的天然抗氧化剂，在疾病的预防和治疗方面也发挥着重要作用。自由基生物学和天然抗氧化剂对人类健康做出了巨大贡献。

前国际自由基学会主席，OCC学会的奠基人，名誉主席，天然抗氧化剂应用于人类健康的先驱者和倡导者美国南加州大学教授 Lester Packer大会报告的题目是“氧自由基、抗氧化剂：昨天、今天和明天”。他回顾了18世纪氧气的发现和20世纪放射生物学和自由基的关系，总结了20世纪前半叶自由基、生物氧化、生物能力学和20世纪后半叶气候条件和环境引起的氧化应激、微营养、抗氧化剂和生活方式对氧自由基生物学和健康的重要性。他提出通过饮食微营养或者补充剂促进健康长寿是21世纪研究的目标。会议还专门为他颁发了“天然抗氧化剂应用于人类健康的先驱者奖”。

分组邀请报告中，前国际自由基学会和OCC学会主席Helmut Sies教授 (Germany) 讨论了 饮食黄酮类物质对血管疾病的影响。Yongping Bao教授(UK) 介绍了饮食异花青素对肿瘤防治作用的防治机理。Aedin Cassidy教授(UK) 讨论了黄酮类物质对人体的生物效应和生物可获得性。Giovanni Mann教授(UK)介绍了他们研究植物雌性激素活化人内皮细胞一氧化氮合酶（NOS）和 ROS 信号的氧化还原和基因表达程序的机理。Cesar Fraga 教授( Argentina) 讨论了他们研究多酚活化细胞信号通路对防治胃肠疾病的意义。Yaping Tian教授(China) 介绍了他们研究中草药有效成份生物效应的结果。Thomas Devasagayam 教授(India) 介绍了他们研究印度草药有效成份防辐射生物效应的机理和应用。当选的国际自由基学会主席Angelo Azzi 教授(USA)介绍了他研究维生素E生物作用的分子机理。其他教授和专家对天然抗氧化剂其它方面的最新研究进展进行了交流和讨论。

七、衰老和神经退行性疾病是老龄化社会到来必须研究的一个社会问题

目前全球人口老龄化的趋势日益明显。最新人口普查表明，我国已提前步入老龄化社会，到2050年我国老年人口数量将达到4.39亿，占总人口的1/4。这将给我国带来比发达国家更多更严重的一系列医疗和社会问题。因而深入研究衰老，特别是脑衰老和其相关的疾病，例如帕金森病 (PD)、阿尔茨海默病(AD)等疾病，显得尤为迫切。从分子、细胞和在体水平上，研究与脑衰老相关的人类重大疾病的发病机理，寻求有效的预防和治疗药物和方法，不仅可以提高老年人的生活质量，减轻家庭和社会的负担，更可以为人类在新的世纪中破译脑的奥秘，最终战胜脑疾病提供重要的线索和依据。

美国科学院院士、加州大学教授 Cynthia Kenyon大会报告了他们关于自由基、基因、信号和衰老的研究和发现，自从1993年在线虫里发现了胰岛素/ IGF-1信号通路调节寿命以来，相继发现在其它物种中如果蝇和小鼠这一通路也控制寿命的长短，最近发现对人类也适用。通过活化DAF-16/FOXO转录因子，提高应激抵抗和增加寿命。他们的发现表明延长寿命需要一个转录因子网络，包括DAF-16/FOXO、热休克因子1(HSF-1)、ZIP转录因子SKN-1以及GATA因子抑制胰岛素/ IGF-1信号。

中国生物物理学会自由基生物学和医学专业委员会主任，中国科学院生物物理研究所研究员赵保路大会报告的题目是“天然抗氧化剂预防神经退行性疾病和对神经细胞的保护作用”。他们研究了茶多酚对帕金森症的预防和治疗作用，阐述了茶多酚通过清除氧自由基和NO防治帕金森症的途径和分子机理。在国内外杂志发表了几十篇论文，Biol.Psychia.杂志为此发布了新闻， 被Nature 网上杂志《Nature China》选为来自中国大陆和香港的突出科学研究成果，在国内外产生重要影响。在海马细胞和转基因线虫中发现大豆异黄酮在低浓度主要是通过雌性激素受体，在高浓度是通过抗氧化防止Ab引起细胞凋亡的。在转基因动物、细胞、线粒体和分子水平对尼古丁预防和治疗老年痴呆症进行深入系统研究，发现1）尼古丁可以有效清除氧自由基，抑制多巴胺自氧化，是一个抗氧化剂；2）能够有效抑制6-OHDA 诱导细胞色素C释放；3）可以保护海马神经元抵抗Aβ诱导的凋亡；4）防止Aβ在转基因鼠脑中沉淀；5)防止铜和锌在脑中积聚；6）通过乙酰胆碱受体a7抑制MAPK、 NF-κB和 C-Myc信号通路、抑制炎症和iNOS表达和NO生成，预防老年痴呆症。

分组邀请报告中，Ke Jian Liu教授 (USA) 介绍了他们通过抑制NADPH 氧化酶活性在缺血大脑血管中减少MMP-9 的最新结果。Jen-Kun Lin 院士(Taibei, China) 介绍了他们用茶多酚通过抑制Ab, FAS 和 ROS的神经保护作用、对血脂和血糖的调节作用。Nesrin Kartal-Özer 教授(Turkey) 介绍了他们研究与年龄和高血脂相关疾病的结果。Yuan Luo 教授(USA) 讨论了线虫模型中氧化应激与淀粉样蛋白毒性的关系。Liang-Jun Yan 教授(USA) 介绍了他实验室研究脑中二氢硫辛酰胺脱氢酶氧化还原调节机理。Honglian Shi 教授(USA) 介绍了他们研究缺血中风中氧化应激和缺氧诱导因子1的结果。Yedidia Dotan 教授( Israel) 讨论了不同类型氧化应激和不同老年疾病的关系。Jianjun Zhang 教授(China) 介绍了他们研究藏药有效成份(CE)对血管性痴呆症的治疗作用。其他教授和专家对衰老和神经退行性疾病产生自由基的其它方面的最新进展进行了交流和讨论。

八、自由基研究后继有人，年轻学者成果丰富，获得多种高额奖励

九、中国的自由基生物学和医学研究成绩突出，令世界瞩目

中国的自由基生物学和医学研究几乎是从无到有，从少到多，逐步提高，近年来获得了突飞猛进的发展。从每两年一届的全国性学术会议和海峡自由基學會學術会议、多次在北京和上海召开的国际天然抗氧化剂会议及我国自由基生物学和医学工作者在国内外杂志上发表的研究论文数量和质量和在这次国际会议上的报告都可以看出，我国的自由基研究水平明显提高，在天然抗氧化剂应用研究和药物及保健食品的开发与利用等诸多方面也为我国人民的健康做出了突出贡献，引起世界同行的关注。第14届国际自由基大会于2008年10月18-22日在北京成功召开，是国际自由基学术界对我们的信任和肯定，也是我们参与国际事务和为国际自由基学术做出贡献的极好机会，更是我们的光荣。

本次会议来自中国大陆的学者共计200多位，如计算来自香港和台湾地区的专家学者，人数已占与会者之半数。大会报告中共有2位中国学者，邀请报告有28位，科学墙报几乎占半壁江山。在年轻获奖者的名单中，来自中国的就有7位。这些数据充分说明中国的自由基生物学和医学研究近年来获得了长足的发展，成绩斐然，令世界瞩目。当然，我们应当谦虚谨慎，戒骄戒躁，继续努力，争取更大成绩。为中国和世界自由基和天然抗氧化剂研究，为人类健康做出我们的贡献。

赵保路
第14届国际自由基大会组织委员会主席
中国生物物理学会自由基生物学和医学专业委员会主任