粒線體氧化自衛反應機制

ROS 調控與抗氧化防禦

ROS 調控複雜性

• HSC 中 ROS 嚴格調控 ← 抗氧化防禦機制 (antioxidant defense mechanism) 激活
• 如前述，ROS 作為風向標調控 HSC 命運決策
• 維持低 ROS → HSC 啟動多條抗氧化途徑 (antioxidant pathway)

氧化還原感應器 (redox sensor)

• 抗氧化途徑激活與氧化還原感應器緊密耦聯：
  • 硫氧還蛋白互作蛋白 (thioredoxin-interacting protein, TXNIP)
  • 錳超氧化物歧化酶 (manganese superoxide dismutase, MnSOD / SOD2)

短暫低度氧化應激下之 p53 功能轉變

• TXNIP → p53 功能轉換：從促氧化 (pro-oxidant) → 抗氧化 (antioxidant)
• p53 有限激活 → ROS 清除劑 (ROS scavenger) 激化
  • MnSOD、Sestrins (sestrins, antioxidant proteins)

代謝與氧化還原狀態之核心樞紐

除 p53 外，多條分子途徑作為中樞樞紐調控 HSC 代謝與氧化還原狀態：

Forkhead box O3 (FOXO3)

• FOXO3 喪失 → ROS 依賴性 p38 激活 → 粒線體活性、氧化還原狀態、代謝損害
• 結果：HSC LT 補充能力↓

p38 絲裂素激活的蛋白激酶 (mitogen-activated protein kinase, MAPK) 級聯 (cascade)

Sirtuin 家族之調控

SIRT1

• 脫乙醯酶 (deacetylase)，需 NAD⁺ 進行活性
• FOXO3 與 p53 活性均由 SIRT1 控制
• 通過脫乙醯 (deacetylation) 組蛋白與非組蛋白蛋白（含關鍵轉錄因子 / transcription factor）→ 調控 HSC 代謝、細胞訊號途徑、表觀基因組

SIRT1→SIRT3 級聯

• 代謝應激後：SIRT1 激化 SIRT3 → 部分緩解高 ROS
• SIRT3：粒線體脫乙醯酶，調控粒線體蛋白全球乙醯化 (global acetylation)
• SIRT3 表現誘導 → 可回春 (rejuvenate) 老年 HSC（粒線體抗氧化防禦增強）

整合能力

HSC 整合多重複雜途徑之能力：

• 共同激化抗氧化防禦途徑 → 維持 LT 自我更新 (self-renewal) 潛能
• 途徑間相互制衡、相互補充

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