2022年6月15日

研究表明，饮食中缺乏或过量的蛋氨酸会影响肝细胞

莫妮卡塔伦蒂诺,FAPESP

在证明了饮食可以影响基因表达之后，科学开始更多地研究这是如何发生的。根据最近发表在食品与化学毒理学“，在美国，如果饮食中添加或缺乏蛋氨酸(蛋氨酸是蛋类、肉类和海鲜中丰富的一种必需氨基酸)，就会影响与肝细胞脂肪代谢相关的基因的表达，以及修饰染色质的基因。染色质是由DNA和蛋白质组成的盘绕纤维，构成细胞中的染色体。

这项研究调查了蛋氨酸是如何影响DNA甲基化的，甲基化是DNA分子中加入甲基的一个生化过程。这是一种表观遗传变化，意味着定义个体特征(表现型)的基因表达谱的改变。表观遗传变化可以在细胞分裂中重复，并传递给后代，尽管它们与DNA序列(基因型)的改变不同。甲基化和疾病之间的联系目前被科学家广泛研究。

为了研究肝脏细胞改变的表观遗传机制，研究人员给小鼠喂食缺蛋氨酸或补充蛋氨酸的饮食，然后从它们的肝脏中提取细胞进行分子分析。

这项研究是由巴西São保罗大学Ribeirão Preto药学院(FCFRP-USP)的营养基因组学研究小组发表的第四项研究，基于Alexandre Ferro Aissa博士研究期间产生的数据，他获得了FAPESP通过博士奖学金和海外研究实习奖学金的支持。

这项研究还涉及到与Igor Pogribny领导的团队的合作，Igor Pogribny是美国食品和药物管理局(FDA)下属的国家毒理学研究中心的研究员。Pogribny开创了甲基化和蛋氨酸作用的研究，专注于肝脏脂肪变性(非酒精性脂肪肝)，目前被认为是流行病。波格里布尼本人建议艾萨研究蛋氨酸对肝细胞的作用。

FCFRP-USP小组之前的研究，例如2014年在分子营养与食品研究“，研究表明，膳食中蛋氨酸缺乏和补充可导致与肝脏脂肪变性相关的分子异常，包括改变基因表达导致肝脏中的脂质堆积。研究人员发现脂肪在那里堆积肝细胞只有当蛋氨酸缺乏，导致肝硬化、癌症和其他疾病的倾向时才会出现。“但我们还不知道这是如何发生的，”艾萨告诉Agência FAPESP。

这些发现有助于更好地理解饮食中存在的化合物对基因调节的作用，包括饮食对微RNA(或miRNAs，一种不产生蛋白质但调节基因功能的小RNA分子)的影响。

“我们观察到，蛋氨酸水平不足的饮食，特别是缺乏氨基酸的饮食，会导致一些在肝脏稳态中发挥重要作用的microRNAs的调节失调，”Lusânia Maria Greggi Antunes说，她是这篇文章的通讯作者，也是fcfp - usp营养基因组学小组的协调员。Aissa说:“我们的分析发现，这些与肝脏稳态相关的microRNAs可以靶向大量基因，包括miR-190b-5p、miR-130b-3p、miR-376c-3p、miR-411-5p、miR-29c-3p、miR-295-3p和miR-467d-5p，而缺乏蛋氨酸的饮食具有更大的影响。”

对于Antunes来说，“这项研究的具体贡献是与组织改变相关的一些生物标志物的列表，如甲基化模式改变的基因和与这一过程相关的microRNAs。所有这些都可以用来改善诊断和预后。”

该小组仍有大量数据需要分析。例如，最新的研究涉及了处于繁殖期的雌性小鼠，因此有可能分析蛋氨酸缺乏和补充对其后代的影响。他们也有数据甲硫氨酸代谢及其对心脏病发展的影响，包括表观遗传机制。