マウスのシステイン/シスチンおよびグルタチオン/グルタチオンジスルフィド血漿酸化還元電位カップルに対する性、年齢および食事の影響

Impact of sex, age and diet on the cysteine/cystine and glutathione/glutathione disulfide plasma redox couples in mice.

• Walter H Watson
• John C Greenwell
• Yuxuan Zheng
• Stephen Furmanek
• Edilson Torres-Gonzalez
• Jeffrey D Ritzenthaler
• Jesse Roman

抄録

年齢、性別、食生活は、いくつかの疾患の危険因子として確立されています。ヒトでは、これらの変数のそれぞれが、グルタチオン/グルタチオンジスルフィド（GSH/GSSG）およびシステイン/シスチン（Cys/CySS）のレドックスカップルの血漿中酸化還元電位（E）の違いと関連している。マウスはヒトの疾患過程のモデル化に非常に有用であるが、年齢、性別、食生活がマウスのレドックスカップルにヒトと同様に影響を与えるかどうかは不明である。本研究の目的は、C57BL/6Jマウスの血漿レドックス電位に及ぼすこれらの因子の影響を調べることであった。その結果、年齢はどちらの性においてもどちらのレドックスカップルにも影響を及ぼさないことがわかった。血漿中のE Cys/CySSとE GSH/GSSGは共にオスよりもメスの方が酸化されていた（より陽性であった）。24時間の絶食は、雄マウスでは両方の酸化還元電位の性差を否定したが、雌マウスではE Cys/CySSへの影響はなく、E GSH/GSSGへの影響は小さかった。硫黄アミノ酸を過剰に摂取した場合、雌マウスの血漿E Cys/CySSは雄マウスと同程度のレベルまで低下した。このように、血漿中のE Cys/CySSの性差は、2つの異なる食事介入によって正常化された。これらの知見のいくつかは、報告されているヒトの研究と一致しているが、そうでないものもある。最も顕著なことは、マウスは血漿酸化還元電位の年齢依存性の酸化を示さないことである。ヒトでの酸化還元調節を調べるためにマウス研究を計画し、解釈する際には注意が必要である。

Age, sex and diet are well-established risk factors for several diseases. In humans, each of these variables has been linked to differences in plasma redox potentials (E) of the glutathione/glutathione disulfide (GSH/GSSG) and cysteine/cystine (Cys/CySS) redox couples. Mice have been very useful for modeling human disease processes, but it is unknown if age, sex and diet affect redox couples in mice as they do in humans. The purpose of the present study was to examine the effects of these factors on plasma redox potentials in C57BL/6J mice. We found that age had no effect on either redox couple in either sex. Plasma E Cys/CySS and E GSH/GSSG were both more oxidized (more positive) in females than in males. A 24-hour fast negated the sex differences in both redox potentials by oxidizing both redox couples in male mice, while having no effect on E Cys/CySS and a smaller effect on E GSH/GSSG in female mice. A diet with excess sulfur amino acids reduced the plasma E Cys/CySS in females to a level comparable to that seen in male mice. Thus, sex-specific differences in plasma E Cys/CySS could be normalized by two different dietary interventions. Some of these findings are consistent with reported human studies, while others are not. Most strikingly, mice do not exhibit age-dependent oxidation of plasma redox potentials. Care must be taken when designing and interpreting mouse studies to investigate redox regulation in humans.

Copyright © 2020. Published by Elsevier Inc.