DOI: https://doi.org/10.1007/s12011-026-05154-x
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/42207467
تاريخ النشر: 2026-05-28
المؤلف: Qingzhou Wang وآخرون
الموضوع الرئيسي: السيلينيوم في الأنظمة البيولوجية
نظرة عامة
تقدم هذه القسم من ورقة البحث نظرة عامة على الأدوار الفسيولوجية للسيلينيوم (Se) والبروتينات السيلينوبروتينية المرتبطة به، مع التركيز بشكل خاص على عائلة الثيوريدوكسين الشبيهة: SELENOT وSELENOV وSELENOW وSELENOH. تتميز هذه البروتينات بوجود طي Rdx المحفوظ، وتظهر وظائف متنوعة خاصة بالأنسجة تعتبر حاسمة لتنظيم الأكسدة والاختزال، والمناعة، والتمثيل الغذائي. يتم تسليط الضوء على SELENOT لدوره في تنظيم الدوائر الكاتيكولامينية وتوازن الكالسيوم، مع آثار على تنظيم الدوبامين وسلوكيات مشابهة لاضطراب نقص الانتباه مع فرط النشاط في نماذج الفئران. يتم وصف SELENOV كمنظم أيضي يشارك في توازن الطاقة واستجابات الإجهاد، بينما يُعتبر SELENOW معنيًا بصيانة العضلات والحماية العصبية. يُلاحظ أن SELENOH له دور في استقرار الجينوم وتقدم دورة الخلية.
تؤكد الخاتمة على الحاجة إلى مزيد من الأبحاث لاستكشاف الإمكانات الانتقالية لهذه النتائج، خاصة فيما يتعلق بتفاعل SELENOT مع آليات نقل الكالسيوم وآثاره على الأمراض التنكسية العصبية. كما يتم مناقشة دور SELENOV في التنظيم الأيضي وإمكاناته كعلامة حيوية للمرونة الأيضية، إلى جانب الدور المزدوج لـ SELENOW كعامل مضاد للأكسدة ومنظم للحالات الأيضية. أخيرًا، يتم التأكيد على مشاركة SELENOH في استجابة تلف الحمض النووي والشيخوخة التكرارية، مع دعوة لمزيد من الدراسات لتوضيح وظائفه في الجسم والآثار السريرية المحتملة لهذه البروتينات السيلينوبروتينية في مختلف الأمراض.
مقدمة
تناقش مقدمة ورقة البحث الدور الحاسم للسيلينيوم (Se) كعنصر تتبع أساسي، مع التأكيد على وظائفه الفسيولوجية التي تتوسطها 25 بروتين سيلينوبروتيني يشارك في تنظيم الأكسدة والاختزال، والمناعة، والتكاثر. يتميز العلاقة بين حالة Se والصحة بمنحنى على شكل U، مما يشير إلى أن كل من النقص والزيادة يمكن أن يشكلا مخاطر صحية كبيرة. يرتبط نقص Se الشديد بأمراض مثل كيشان وكاشين-بيك، بينما يرتبط النقص المعتدل بضعف المناعة، وانخفاض الخصوبة، واضطراب الغدة الدرقية، وتدهور الإدراك، وإشارات الأنسولين المعيبة. على العكس، يمكن أن تزيد الكميات التي تتجاوز الكمية الموصى بها يوميًا (RDA) البالغة 55 ميكروغرام/يوم من خطر الإصابة بمرض السكري من النوع 2.
تسلط الورقة الضوء على آليات احتباس واستخدام Se في الجسم، بشكل أساسي من خلال مستقبلات مثل apoER2 وmegalin، التي تضمن تخصيص Se للأنظمة الفسيولوجية الحيوية. عند امتصاصه من قبل الخلايا، يتم معالجة السيلينوسيستين لتخليق السيلينوفوسفات، الضروري لتخليق tRNA الخاص بالسيلينوسيستين. ومن الجدير بالذكر أن النتائج الحديثة قد حددت مسارًا بديلًا يتضمن البيروكسيدوكسيين 6 (PRDX6)، الذي يلتقط السيلينيد ويوصله إلى السيلينوفوسفات سينثيتاز 2 (SEPHS2)، مما يلعب دورًا متخصصًا في تنظيم الفيروبتوز وزيادة الدفاع الخلوي ضد الضرر التأكسدي. تناقش المقدمة أيضًا التنظيم الهرمي لتخليق البروتينات السيلينوبروتينية، حيث تعطي الجسم الأولوية لترجمة البروتينات ذات الأولوية العالية مثل GPX4 أثناء نقص Se، مما يضمن الحفاظ على الوظائف الفسيولوجية الحيوية.
مناقشة
تسلط قسم المناقشة في الورقة حول عائلة البروتينات السيلينوبروتينية الشبيهة بالثيوريدوكسين الضوء على الأدوار المتنوعة وآليات التنظيم لأربعة أعضاء رئيسيين: SELENOT وSELENOV وSELENOW وSELENOH. تتميز هذه البروتينات السيلينوبروتينية بطي Rdx المحفوظ وموضع CxxU، وتظهر خصوصية نسيجية مميزة وحساسية لتوافر السيلينيوم (Se). يُعتبر SELENOT معنيًا بصحة الخلايا العصبية، حيث ينظم تكاثر الخلايا والموت المبرمج، بينما يحافظ أيضًا على الاستقرار الأيضي في أنسجة العضلات. يُظهر SELENOV دورًا حاسمًا في الأيض السيلينيومي واستجابات الإجهاد الخلوي، حيث يؤدي نقصه إلى زيادة الضرر التأكسدي وزيادة القابلية لإصابة الكبد. تشير الارتباطات الجينية إلى مشاركة SELENOV في خطر الإصابة بالأمراض، وخاصة سرطان القولون.
يرتبط SELENOW بالورم النقوي المتعدد وتمايز العظم، حيث يتم تعديل تعبيره بواسطة عامل نخر الورم ألفا (TNFα). كما يؤثر على تقدم دورة الخلية ويتفاعل مع مسارات الإشارة الرئيسية للحفاظ على التوازن الخلوي. بينما يُعتبر SELENOH أقل دراسة، إلا أنه يشارك في تنظيم الأكسدة والاختزال واستقرار الجينوم، مع أدوار محتملة في السرطان والشيخوخة. لا يزال الفهم الفسيولوجي لهذه البروتينات السيلينوبروتينية يتطور، حيث تكشف نماذج الفئران عن وظائفها الواقية ضد الإجهاد التأكسدي ومشاركتها في العمليات الأيضية والعصبية. بشكل عام، تؤكد النتائج على أهمية عائلة الثيوريدوكسين الشبيهة في صحة الخلايا والأمراض، مما يبرز إمكاناتها كأهداف علاجية.
DOI: https://doi.org/10.1007/s12011-026-05154-x
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/42207467
Publication Date: 2026-05-28
Author(s): Qingzhou Wang et al.
Primary Topic: Selenium in Biological Systems
Overview
This section of the research paper provides an overview of the physiological roles of selenium (Se) and its associated selenoproteins, particularly focusing on the thioredoxin-like family: SELENOT, SELENOV, SELENOW, and SELENOH. These proteins, characterized by a conserved Rdx fold, exhibit diverse, tissue-specific functions that are crucial for redox regulation, immunity, and metabolism. SELENOT is highlighted for its role in catecholaminergic circuit organization and calcium homeostasis, with implications for dopamine regulation and ADHD-like behaviors in mouse models. SELENOV is described as a metabolic regulator involved in energy balance and stress responses, while SELENOW is implicated in muscle maintenance and neuroprotection. SELENOH is noted for its role in genomic stability and cell cycle progression.
The conclusion emphasizes the need for future research to explore the translational potential of these findings, particularly regarding SELENOT’s interaction with calcium transport mechanisms and its implications for neurodegenerative diseases. SELENOV’s role in metabolic regulation and its potential as a biomarker for metabolic resilience are also discussed, alongside SELENOW’s dual role as an antioxidant and a regulator of metabolic states. Finally, SELENOH’s involvement in DNA damage response and replicative senescence is underscored, with a call for further studies to elucidate its functions in vivo and the potential clinical implications of these selenoproteins in various diseases.
Introduction
The introduction of the research paper discusses the critical role of selenium (Se) as an essential trace element, emphasizing its physiological functions mediated by 25 selenoproteins involved in redox regulation, immunity, and reproduction. The relationship between Se status and health is characterized by a U-shaped curve, indicating that both deficiency and excess can pose significant health risks. Severe Se deficiency is linked to diseases such as Keshan and Kashin-Beck, while moderate deficiency is associated with impaired immunity, reduced fertility, thyroid dysfunction, cognitive decline, and defective insulin signaling. Conversely, intakes exceeding the recommended daily allowance (RDA) of 55 µg/day can increase the risk of type 2 diabetes.
The paper highlights the mechanisms of Se retention and utilization in the body, primarily through receptors like apoER2 and megalin, which ensure Se is allocated to critical physiological systems. Upon cellular uptake, selenocysteine is processed to synthesize selenophosphate, essential for the biosynthesis of selenocysteine-specific tRNA. Notably, recent findings have identified an alternative pathway involving peroxiredoxin 6 (PRDX6), which captures selenide and delivers it to selenophosphate synthetase 2 (SEPHS2), playing a specialized role in regulating ferroptosis and enhancing cellular defense against oxidative damage. The introduction also discusses the hierarchical regulation of selenoprotein synthesis, where the body prioritizes the translation of high-priority proteins like GPX4 during Se deficiency, ensuring the maintenance of vital physiological functions.
Discussion
The discussion section of the paper on the Thioredoxin-Like Family of Selenoproteins highlights the diverse roles and regulatory mechanisms of four key members: SELENOT, SELENOV, SELENOW, and SELENOH. These selenoproteins, characterized by their conserved Rdx fold and CxxU motif, exhibit distinct tissue specificity and are sensitive to selenium (Se) availability. SELENOT is implicated in neuronal health, regulating cell proliferation and apoptosis, while also maintaining metabolic stability in muscle tissues. SELENOV is shown to play a critical role in Se metabolism and cellular stress responses, with its deficiency leading to increased oxidative damage and susceptibility to liver injury. Genetic associations suggest SELENOV’s involvement in disease risk, particularly colorectal cancer.
SELENOW is associated with multiple myeloma and osteoclast differentiation, where its expression is modulated by tumor necrosis factor α (TNFα). It also influences cell cycle progression and interacts with key signaling pathways to maintain cellular homeostasis. SELENOH, while less studied, is involved in redox regulation and genomic stability, with potential roles in cancer and aging. The physiological understanding of these selenoproteins is still evolving, with mouse models revealing their protective functions against oxidative stress and their involvement in metabolic and neurological processes. Overall, the findings underscore the importance of the thioredoxin-like family in cellular health and disease, emphasizing their potential as therapeutic targets.