为什么硒被称为生命火种？

硒在生物和生物医学方面的影响相对不为人知。这个有趣的元素，最初被描述为一种毒素，后来被证明对健康和发展至关重要，是人体所需的8种微量元素之一。

到20世纪90年代中期，硒被描述为最有希望的癌症预防药物，但随后的人类临床试验显现出矛盾的结果。然而，关于硒的基础研究仍在快速发展。阐明它在健康、发展、癌症预防和促进方面的许多作用。饮食中硒的摄入主要是通过硒蛋白，其中大部分是具有不同的细胞功能的氧化还原酶。目前的科学研究认为高剂量硒是有毒的，但维持低水平的硒是必须的。

微量元素硒的生物功能在很大程度上是被硒蛋白调节：蛋白活性位点包含硒的蛋白质。人类有25个硒蛋白基因编码硒蛋白，大约有一半是氧化还原酶，而剩下的硒蛋白的具体功能是未知的。硒在哺乳动物中主要通过取代半胱氨酸cys上的硫，成为硒半胱氨酸发挥作用。

人类硒蛋白涉及谷胱甘肽依赖性的自由基过氧化氢的清除，硫代氧基的还原，硒化磷酸合成，激活和不激活甲状腺激素，被氧化的甲硫氨酸残基的硫氧还蛋白修复，以及与之相关的蛋白质降解。硒的这些功能在人类健康中发挥着重要作用，包括它的抗癌作用，免疫系统的作用和其他功能。

最近，在cell上最近研究结果揭示了硒蛋白GPX4的基于硒的催化作用，在正常的胚胎发生中是不可缺少的。一种特定类型的中间神经细胞的存活只依赖于含硒的GPX4，从而阻止了致命的癫痫发作。采用硒化半胱氨酸的GPX4对超氧化作用具有非常强的抗氧化性，而硒蛋白被敲除的突变体对过氧化氢诱导的铁死亡是非常敏感的。缺乏的小鼠在胚胎正常发育18天后出现致命癫痫死亡，但值得注意的是，之前的研究表明，对于一些癌症如白血病和肾癌，癌细胞的生存也依赖于GPX4活性，因此GPX4高活性也可能促进癌症发生。

硒和硒蛋白代谢的很多方面仍然未知需要探索，虽然硒被整合插入蛋白的一些机制已经有所了解，但整体的机制被理解得很不清楚。此外，尽管人类大量的努力去评估硒在人体临床试验中的有益和有害影响，关键的障碍仍然存在，包括我们对硒的认识上存在巨大差距，硒蛋白可以预防癌症，在某些情况下却可以促进癌症。对这些基本机制的一个更好的理解将有助于设计和解释其安全性，以及有效的人体试验并引导新的治疗干预策略。

参考资料：Hatfield D L, Tsuji P A, Carlson B A, et al. Selenium and selenocysteine: roles in cancer, health, and development[J]. Trends in Biochemical Sciences, 2014, 39(3):112-120.

Ingold I, Berndt C, Schmitt S, et al. Selenium Utilization by GPX4 Is Required to Prevent Hydroperoxide-Induced Ferroptosis[J]. Cell, 2017.