抗氧化酶基因单核苷酸多态性(SNPs)对健康受试者补充叶酸后血浆相关物质浓度的影响:探索健康与疾病的潜在关联

《Genes & Nutrition》:Impact of single nucleotide polymorphisms (SNPs) in antioxidant-enzyme genes on the concentrations of folate, homocysteine and glutathione in plasma from healthy subjects after folic acid supplementation – a randomized controlled crossover trial

【字体: 时间:2025年02月10日 来源:Genes & Nutrition 3.3

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  为探究抗氧化酶基因单核苷酸多态性(SNPs)对健康受试者补充叶酸后血清叶酸(s-folate)、血浆总同型半胱氨酸(p-tHcy)和血浆总谷胱甘肽(p-tGSH)浓度的影响,研究人员开展相关研究。结果显示不同基因 SNP 影响这些物质浓度,这对了解基因在健康和疾病中的作用有重要意义。

  在人体这个奇妙的 “小宇宙” 里,有一种至关重要的代谢过程 —— 一碳代谢,它如同一条无形的纽带,将叶酸和蛋氨酸代谢紧密相连,为细胞内核苷酸的合成提供关键支持,对维持细胞的正常功能和生化平衡起着不可替代的作用。一旦一碳代谢出现异常,就如同平静的湖面被投入巨石,会引发一系列健康问题,心血管疾病(CVD)、2 型糖尿病以及癌症的患病风险都会显著增加。
此前研究发现,补充叶酸能提升健康受试者血清中叶酸的浓度。叶酸在血液中主要以 5 - 甲基四氢叶酸(5 - MTHF)的形式存在,它如同一个 “甲基搬运工”,在细胞的叶酸 - 蛋氨酸 - 同型半胱氨酸代谢途径中,为甲基受体提供甲基。同型半胱氨酸在细胞内的代谢则与维生素 B12、维生素 B6密切相关,若这些营养素缺乏,会导致血浆中总同型半胱氨酸(p - tHcy)浓度升高,还可能影响血浆中总半胱氨酸(p - tCys)和总谷胱甘肽(p - tGSH)的浓度。谷胱甘肽(GSH)作为人体内最重要的抗氧化剂之一,其血浆浓度降低可能暗示着半胱氨酸缺乏,或者血液中自由基、氧化剂增多,进而引发氧化应激反应,增加患病风险。

而且,研究表明,血清叶酸(s - folate)和 p - tGSH 浓度低、p - tHcy 浓度高与多种疾病相关,会增加老年人的患病几率。人体内存在一套由超氧化物歧化酶 2(SOD2)、过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽过氧化物酶 1(GPX1)等酶组成的抗氧化防御系统,它们如同忠诚的卫士,保护细胞免受氧化损伤。叶酸具有抗氧化作用,同型半胱氨酸则是一种氧化剂,那么编码这些抗氧化酶的基因发生单核苷酸多态性(SNPs)变化时,是否会影响 s - folate、p - tHcy 和 p - tGSH 的浓度呢?这一问题尚不清楚,于是来自挪威阿格德大学(University of Agder)等机构的研究人员开启了相关研究,其成果发表在《Genes & Nutrition》杂志上。

研究人员采用了多种关键技术方法。他们招募了挪威阿格德大学的 103 名健康员工和学生,开展了一项随机、双盲、交叉试验。在研究过程中,通过采集空腹血样,运用高效液相色谱(HPLC)法测定 p - tHcy 和 p - tGSH 浓度,使用 Cobas 6000 检测血清叶酸浓度。同时,利用聚合酶链式反应(PCR)技术对相关基因的 SNP 进行基因分型检测。

下面来看具体的研究结果:

  • SOD2 基因(rs4880)SNP 的影响:携带 SOD2 基因(rs4880)CC 等位基因的受试者,其 s - folate 浓度比携带(CT + TT)等位基因的受试者更高,p - tHcy 浓度则更低。这可能是因为(CT + TT)等位基因会使 SOD2 酶的活性降低,影响其转运至线粒体,进而干扰叶酸在细胞内的稳态。
  • CAT 基因(rs1001179)SNP 的影响:与 SOD2 基因情况相反,携带 CAT 基因(rs1001179)CC 等位基因的受试者,s - folate 浓度更低,p - tHcy 浓度更高,且 p - tGSH 浓度更高。这或许是因为 CC 等位基因导致血液中过氧化氢酶浓度降低,而 T 等位基因的转录活性更高。
  • GST - T 和 GST - M 基因型的影响:拥有 GST - T1 基因型的受试者,在补充叶酸前后,s - folate 浓度都显著高于 GST - T0 基因型的受试者。然而,GST - M1 和 GST - M0 基因型对 s - folate、p - tHcy 和 p - tGSH 浓度没有明显影响。
  • GPX1 基因(rs1050450)和 GSR 基因(rs2978663)SNP 的影响:携带 GPX1 基因(rs1050450)CC 等位基因的受试者,p - tGSH 浓度低于(CT + TT)等位基因的受试者。而 GSR 基因(rs2978663)的 AA 和(AG + GG)等位基因对 s - folate、p - tHcy 和 p - tGSH 浓度没有显著影响,这表明 GSR 酶可能主要维持细胞内的氧化还原状态,对这些物质的浓度影响较小。

研究结论和讨论部分指出,本研究明确了抗氧化酶基因中特定的 SNPs 对健康受试者补充叶酸前后 s - folate、p - tHcy 和 p - tGSH 浓度的影响。这一发现意义重大,它揭示了抗氧化酶基因 SNPs 在健康和疾病中的潜在作用机制,为后续深入研究基因与疾病的关系提供了重要线索。未来,临床和生化研究可在此基础上进一步探索抗氧化酶基因 SNPs 对心血管疾病和 2 型糖尿病患者相关物质浓度的影响,有望为这些疾病的预防、诊断和治疗开辟新的方向,帮助人们更好地守护健康。

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