硒科普园
硒（Se）是维持生物体正常生理功能所必需的微量元素。氧化应激是一种体内氧化和抗氧化作用失衡的状态。硒的缺乏会使身体更容易氧化，从而引发相关疾病。这项实验研究的目的是探讨硒缺乏通过氧化作用影响消化系统的机制。结果显示硒缺乏处理导致GPX4和抗氧化酶水平下降，胃黏膜中ROS、MDA和过氧化脂质（LPO）的含量升高，氧化应激被激活。ROS、Fe2+和LPO的三重刺激可诱导铁死亡。TLR4/NF-κB信号通路被激活，诱导炎症反应。BCL家族和半胱天冬酶家族基因表达增加，导致细胞凋亡。同时RIP3/MLKL信号通路被激活，导致细胞坏死。总之，硒缺乏会通过氧化应激诱导铁死亡。同时大量ROS的产生激活了TLR4/NF-κB信号通路，导致胃黏膜的凋亡和坏死。
实验方法
本实验选择60只（每组20只），体重3-5周的雄性BALB/c小鼠，体重20-25g。实验被分为低硒组（LG）、对照组（CG）和高硒组（HG）三组。LG采用补充硒饲粮(0.01 mg se/kg）；CG采用标准硒饲粮（0.2 mg Se/kg）；HG采用补充硒饲粮（0.5mg Se/kg）。本试验中采用的抗硒饲粮由营养饲料提供，小鼠在正常室温、光照和水的条件下喂养2个月。
实验结果
硒缺乏导致胃粘膜的氧化应激
如图1所示，缺硒后，胃粘膜内的硒水平明显降低。如图1a所示，与CG组相比，LG组的GPX4含量明显降低。LG组胃粘膜中ROS含量明显增加（图1d)，脂质过氧化物LPO和丙二醛MDA含量也明显增加（图1b)。与CG组相比，LG组的抗氧化酶含量明显降低（图1c）。如图1e所示，GES-1细胞中抗氧化酶含量显著降低，脂质过氧化物LPO和MDA含量显著增加。
防缺乏致铁死亡
与CG组相比，硒缺乏导致LG组胃粘膜和GES-1细胞中Fe2+水平显著增加（图2a，b）。如图所示，2c和d，硒缺乏导致胃粘膜和GES-1细胞中调节铁死亡相关基因的mRNA表达水平显著增加。其中GPX4、Nrf2和SLC7A11的表达降低。蛋白质的结果与基因的结果一致（图2e–f）。
硒缺乏激活TLR4/NF-κB信号通路，诱导炎症反应
如图所示，低硒可导致胃粘膜结构的损伤。与CG组相比，LG组细胞发生萎缩、变形，细胞间有明显断裂，细胞间隙增加。增加硒摄入量后，对胃黏膜的损伤明显减轻。与CG组相比，LG组胃黏膜和GES1细胞中的炎症因子明显升高（3b, e)。RT-PCR和Western Blot结果显示，硒缺乏处理后，炎症细胞因子和TLR4/NF-κB信号通路中关键基因的mRNA表达水平以及磷酸化蛋白的表达均显著升高(图3c、d、f、g)。
硒缺乏导致细胞凋亡
TUNEL染色结果如图所示，与CG组相比，LG组胃黏膜中有大量凋亡细胞。然而，在补充硒后，凋亡细胞明显减少。AO/EB结果显示，GES1细胞也有明显的凋亡(4d)。Cas家族和BCL家族相关基因和蛋白的表达也发生了显著变化。如图所示（4b和c），Cas家族基因表达水平显著升高，BCL家族抗凋亡基因Bcl-2表达水平明显降低，而促凋亡基因Bax表达水平明显升高。与CG组相比，LG组中Cas家族和BCL家族凋亡相关蛋白的表达也显著升高(4e, f)。
硒缺乏症会导致细胞坏死
硒缺乏处理后，AO/EB结果显示，硒处理GES-1细胞后，与CG组相比，LG组出现明显坏死(4d)。与CG组相比，LG组胃黏膜中调节细胞坏死的基因的表达水平明显升高(5b)。LG组的胃黏膜和GES-1细胞中调节细胞坏死的磷酸化蛋白的表达也有升高的趋势(5d–e)。与CG组相比，LG组GES-1细胞中细胞坏死相关基因的mRNA表达水平显著升高(5c)。
讨论
硒缺乏会降低胃组织中GPX4的含量，干扰氧化还原系统。大量的脂质过氧化物积累，导致铁死亡的发展。实验结果表明，硒缺乏导致胃黏膜中抗氧化酶水平下降，从而导致氧化损伤。这与之前的研究结果一致。硒缺乏诱导的氧化应激极大地增加了胃黏膜ROS的水平，进一步影响TLR4/ NF-κB信号通路，导致其的产生信号通路NF-κB在炎症反应中起着重要作用。NF-κB信号通路中磷酸化因子的蛋白表达水平升高，可诱导体内炎症损伤。不仅如此，炎症因子还可以激活NF-κB信号通路，导致炎症损伤。以上结果表明，硒缺乏诱导的氧化应激可激活小鼠胃组织的炎症反应。
最近有研究发现，MLKL被认为是RIP3激酶的功能底物，其磷酸化可介导细胞坏死。后来的研究发现，细胞坏死也受到TNFR的调控。然而，TNFR作为TNFα的下游因子，表明细胞坏死也受到炎症因子TNF-α 的调控。在此基础上，我们研究了细胞坏死的相关因素。研究发现，硒防御导致坏死相关基因TNFR1、RIP1、MLKL和RIP3的表达显著增加。p-RIP1、p-RIP3和p-MLKL表现出相同的蛋白表达趋势。这与以往的研究结果一致。随着硒浓度的降低，胃粘膜中自由基的数量显著增加。它会对细胞成员和一些细胞器造成严重的损害。大量的ROS在Cas家族上发挥作用，导致细胞凋亡。Cas家族进一步作用于线粒体内源性凋亡通路，激活BCL家族相关基因的表达。实验结果表明，Cas-8、Cas3和Cas-9的基因和蛋白的表达量显著升高。线粒体促凋亡基因Bax表达量升高，抗凋亡基因Bcl-2表达水平降低。硒缺乏可通过氧化应激导致细胞凋亡和坏死。
结论
本实验结果表明，硒缺乏增加了小鼠胃黏膜中ROS的水平，降低了GPX4的含量，导致氧化还原稳态的破坏，脂质过氧化物的大量积累。LPO和Fe 2+在胃粘膜中积累引起了铁死亡反应。此外，ROS含量的增加激活了TLR4/NF-κB信号通路，从而导致炎症因子含量的增加，并诱导了炎症反应。综上所述，硒缺乏通过氧化应激导致胃黏膜铁死亡和炎症性损伤。