与电离辐射防护功能食品研究进展(2)
和体外细胞实验类似,动物实验和人体实验也证实特定的饮食可调控miRNAs表达。Tryndyak等[41]以大鼠为对象的研究发现,甲基不足的饮食可诱导肝癌的发生,同时也可诱导大鼠肝脏中miRNAs表达的显著变化,包括miR-34a、miR-127、miR-200b和miR-16a。Cirera等[42]对一种哥廷根小型猪喂食高胆固醇饮食,并采用标准饮食作对照,结果高胆固醇组的体质量、总胆固醇和高密度脂蛋白含量均显著增高,而肝脏miR-122表达显著降低。人体实验证实,在叶酸缺陷的饮食条件下,miR-222表达显著增强,并且低叶酸吸收水平时人外周血中miRNAs表达水平可反映其营养状况[43]。
1.3 食品与表观遗传
食品和功能食品因子对生物体和细胞的作用不仅局限于生物表型及miRNAs表达差异,更为重要的是,表观遗传学研究表明,作为遗传与环境重要接口的食品,其对生物体的影响可能会传递至后一代甚至后几代。Sen等[44]研究发现,孕期母亲肥胖可显著增加子代大鼠出生后肥胖的风险,而采用富含VA、VC、VE等抗氧化剂的高脂饮食喂饲雌性大鼠,与高脂饮食雌性大鼠对照组相比,子代大鼠的肥胖倾向显著降低,表明抗氧化食品对生物体氧化应激的调节具有传代作用。Zhang Junlong等[45]研究证实,雌性小鼠孕期和哺乳期高脂饮食对子代有长效影响,子代小鼠miRNAs表达发生显著变化,有23 条miRNAs表达水平下调了1.5~4.9 倍,下调miRNAs主要有miR-709、miR-122、miR-192、miR-194、miR-26a、let-7a、let-7b、let-7c、miR-494和miR-483。类似地,雌性小鼠孕期和哺乳期高脂饮食可下调子代小鼠miR-122、上调miR-370表达,通过调控miRNA和相关基因的表达影响子代早期脂代谢[46]。不仅如此,母亲孕期饮食对子代影响具有性别特异性,Mao Jiude等[47]对孕期小鼠分别采用差异化含脂饮食,在孕期12.5 d提取胎盘RNA进行分析,发现饮食诱导基因差异表达具有性别特异性,营养变化时雌性胎盘基因表达差异比雄性胎盘更为敏感。
食品对后代的影响不仅来自于母亲,也来自于父亲。Ng等[48]的研究发现,采用高脂饮食的雄性小鼠,在追踪其雌性后代的健康时,父代的高脂饮食会导致雌性子代β细胞功能紊乱,削弱子代葡萄糖和胰岛素的平衡从而引起代谢疾病。除此之外,Carone等[49]的研究显示,摄入低蛋白食物的雄性小鼠的子代,其肝脏中脂肪和胆固醇表达基因较多,心脏病的发病率增加,表明父代饮食会影响子代脂肪和胆固醇代谢途径。
2 miRNAs与电离辐射
1993 年Ambros Victor博士首次在秀丽隐杆线虫体内发现miRNA,现已证实miRNAs作为调控分子参与了几乎所有的生物学过程[50],在细胞增殖、分化、凋亡过程中占据着重要的生物学地位[51]。肿瘤学研究表明,miRNAs功能失调与多种恶性肿瘤密切相关[32],不同肿瘤对应的miRNAs可发挥致癌基因或抑癌基因的作用[52]。电离辐射是多种肿瘤尤其是白血病和淋巴癌的重要致癌因素,但其致癌机制目前尚不清楚。辐射诱导小鼠胸腺淋巴瘤模型表明,辐射致癌是一个多因素调节的多步骤复杂过程,包括致癌基因Ras、抑癌基因PTEN和抑癌基因p53,基因调控分子miRNAs也发挥重要作用[53]。Liu Cong等[53]对miRNAs在辐射致癌中的作用进行了探究,采用辐射诱导的小鼠淋巴瘤模型,结果显示辐射致癌胸腺组织中miR-21表达上调、抑癌基因Big-h3表达下调,miR-21可以特异性靶向小鼠抑癌基因Big-h3并抑制其表达。Josson等[54]对miRNAs在前列腺癌细胞辐射处理中的调控作用进行了研究,筛选出两条显著差异表达的miRNAs、miR-521和miR-34c,结果表明miRNAs可通过调控DNA修复蛋白的表达,提高前列腺癌细胞的辐射敏感性。不仅如此,miRNA的表达也会影响电离辐射敏感性。miR-101的过表达抑制了鼻咽癌细胞增殖,增强了鼻咽癌细胞的放射敏感性[55],miR-15a/16通过靶向TLR1/NF-κB信号增强了非小细胞肺癌细胞的辐射敏感性[56]。另外,miR-30在小鼠血清中以辐射剂量依赖性方式上调,在辐射诱导的凋亡中起关键作用[57]。由此可见,miRNAs在正常细胞和癌细胞的辐射处理过程中发挥重要作用。
本课题组前期通过高通量测序技术对4 Gy60Coγ辐射后小鼠组织中差异表达miRNAs进行筛选,结果表明在小鼠胸腺中共发现112 个差异表达的miRNAs(45 个已知miRNAs及67 个新的miRNAs)[58];同时,在小鼠肝脏中共发现48 个差异表达的miRNAs(27 个已知miRNAs及21 个新的miRNAs)[59];其中miR-34a显著上调,这与文献[59]报道结果一致。近年来,miR-34a与辐射的关系备受关注[60-61]。在正常细胞和癌细胞中,辐射可上调miR-34a并通过调节下游分子机制诱导凋亡[62-63]。甚至有研究表明,miR-34a可作为机体辐射损伤标志物[64-65]。因此,miR-34a可能是探索辐射防护作用机制的一个重要调控分子。
文章来源:《辐射防护》 网址: http://www.fsfhzz.cn/qikandaodu/2021/0401/530.html
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