研究人员追踪线粒体和脂滴中的元素硫

元素硫在微生物、植物和真菌中众所周知，但哺乳动物是否产生和使用元素硫仍不清楚。

一个合作研究小组现已发现，哺乳动物细胞和组织会产生并储存环八硫（S₈），它是元素硫的一种稳定形式，由排列成环的八个硫原子组成。该团队包括来自东北大学、马克斯普朗克聚合物研究所、秋田大学、东京科学研究所、岛津制作所和其他合作机构的研究人员。他们的研究结果发表在 2026 年 9 月 24 日的《科学》杂志上。

为了检测这种难以捉摸的分子，研究人员使用了两种互补的方法：使用捕获并稳定 S₈ 的聚芳香族胶囊进行质谱分析，以及直接观察细胞和组织内部的 S₈ 的拉曼显微镜。这些方法表明，S₈存在于哺乳动物线粒体和脂滴中，并且在脂滴中积累特别高。

该研究还发现人类乳腺癌组织中存在显着的 S₈ 积累。同一患者的癌性乳腺组织中的 S₈ 水平远高于非癌性乳腺组织，在某些情况下超过 100 mM。拉曼显微镜证实了从乳腺肿瘤组织中分离出的脂滴中的 S₈ 信号。此外，对乳腺癌患者呼出气体冷凝物的分析显示，与健康对照相比，超硫化物代谢物的水平有所增加。这些发现表明乳腺癌微环境中的硫代谢可能发生变化，并且这种变化可以通过非侵入性呼吸分析来检测。

研究人员还发现，一氧化氮合酶 (NOS)，包括内皮 NOS，有助于脂滴中 S₈ 的产生。这项研究不仅仅关注一氧化氮 (NO) 的产生，还揭示了这些酶在元素硫代谢中的额外作用。

S₈ 似乎可以保护细胞免受脂质损伤。当内源性 S8 耗尽时，脂质过氧化和铁死亡（一种由氧化脂质驱动的细胞死亡形式）就会增加。相反，提供 S₈ 可以保护脂肪细胞和内皮细胞免于铁死亡。研究小组发现，S₈ 与细胞中常见的抗氧化剂分子谷胱甘肽 (GSH) 发生反应，生成抗氧化剂超硫化物，从而抑制脂质过氧化。

研究小组在小鼠骨关节炎模型中进一步测试了 S₈。将溶解的 S₈ 局部注射到膝关节中，可降低脂质过氧化标志物 4-羟基壬烯醛 (4-HNE) 的水平，表明 S₈ 可以保护关节组织免受氧化损伤。

这些发现揭示了以前未知的哺乳动物元素硫系统。了解 S₈ 的产生、储存和使用方式可能会带来诊断、预防或治疗与脂质过氧化和铁死亡相关疾病的新策略，包括乳腺癌、骨关节炎、炎症性疾病、代谢紊乱和衰老相关疾病。

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