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研究揭示:橙汁通过重塑免疫细胞转录组, 助力心血管健康

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时间:2025-12-18

每日一杯橙汁不仅带来清爽感,更能调节数千个与血压和新陈代谢相关的基因,其益处会因个体体重不同而有所差异。

最近发表在《Molecular Nutrition & Food Research》期刊上的一项研究中,一组研究人员调查了长期摄入橙汁如何影响健康成年人外周血单核细胞的转录组,以及这种反应是否因体重指数状况而异。这是一项单臂前后干预研究,未设置对照饮料;研究结果显示了转录组学的关联性,但并未确立因果关系。单个基因的倍数变化范围在补充数据中有所报告,但未在正文中强调。

柑橘类黄烷酮

如果一种早餐主食能够悄然调节掌控血压、脂质和炎症的基因会怎样?柑橘类水果,尤其是橙汁,提供诸如橙皮苷和柚皮素等黄烷酮,这些物质可能影响血管张力、脂质处理和免疫信号。然而,大多数人想知道的是,每日一杯橙汁是否真的能以重要的方式改变生物学状态,以及体重是否会影响这种反应。

绘制循环免疫细胞中的基因活性图谱可以将日常饮食习惯与家庭关心的健康结果联系起来,尽管这篇机制性论文并未重新评估临床终点;同一队列的先前出版物报告称,连续 60 天每日饮用 500 毫升橙汁可降低血压和体脂百分比。

参与者概况与研究设计

健康成年人(n=20;10 名男性,10 名女性;21-36 岁)无慢性疾病,在经历三天的无柑橘类食物清除期后,连续 60 天每日饮用 500 毫升巴氏杀菌橙汁,分两次在家饮用;参与者在干预期间也避免食用柑橘类食物。

在基线(T0)和第 60 天(T60)采集空腹血样。分离外周血单核细胞并提取总核糖核酸。使用 Clariom D 微阵列分析了全局转录组;差异表达特征的判定标准为错误发现率校正后的 p值<0.05。

多组学与计算分析

使用 GeneTrail 工具,结合京都基因与基因组百科全书、WikiPathways 和 BioCarta 数据库进行了通路富集分析;使用搜索相互作用基因/蛋白质工具分析了蛋白质-蛋白质相互作用网络。

使用Enrichr鉴定了预测的转录因子。通过 Mienturnet/miRTarBase 推导了微 RNA 靶标;通过 LncRRIsearch 推导了长链非编码 RNA 靶标;同时也记录了核仁小 RNA 的变化。疾病关联分析采用了比较毒物基因组学数据库。

黄烷酮代谢物的分子对接

通过计算机分子对接(使用 SwissDock)测试了 II相黄烷酮代谢物(例如,橙皮素和柚皮素的葡萄糖醛酸苷/硫酸盐)以及肠道来源的分解代谢物与候选转录因子的相互作用,这些转录因子包括核因子κB亚基1、芳香烃受体、过氧化物酶体增殖物激活受体α、激活转录因子4、尿激酶型纤溶酶原激活物、原癌基因、核呼吸因子1、阴阳1、E26转化特异性转录因子ELK4、RELA(NF-κB的p65亚基)、视黄醇X受体α、干扰素调节因子9 和肿瘤蛋白53。进行了亚组分析,以对比正常体重和超重参与者的差异。

摄入橙汁后的转录组重塑

长期摄入橙汁重塑了 PBMC 转录组:3790 个寡核苷酸发生变化,包括 1705 个蛋白质编码基因(大部分下调)、66 个 miRNA、19 个 lncRNA 和 67 个 snoRNA。主成分分析、偏最小二乘判别分析和聚类分析成功地将 T60 与 T0 区分开来,表明存在一致的干预信号。

富集的通路映射到血压控制(醛固酮合成/分泌、肾素分泌、血管紧张素转换酶抑制剂相关信号)、脂质代谢(产热作用、脂肪生成、线粒体脂肪酸β-氧化)、炎症(Toll 样受体、肿瘤坏死因子、白介素-17)、细胞粘附(粘着斑、肌动蛋白细胞骨架)和主要信号轴(丝裂原活化蛋白激酶、血管内皮生长因子受体2、磷酸肌醇3-激酶-Akt、表皮生长因子受体、环磷酸腺苷、胰岛素以及晚期糖基化终末产物-晚期糖基化终末产物受体)。额外的富集包括 AHR 信号传导和内质网蛋白质加工。

蛋白质-蛋白质相互作用枢纽包括丝氨酸/苏氨酸激酶AKT1、甘油醛-3-磷酸脱氢酶、连环蛋白β-1、热休克蛋白90α 和真核延伸因子2。

基因水平与非编码RNA的调节

在基因水平上出现了心血管代谢相关性。与血压相关的基因烟酰胺磷酸核糖基转移酶和 NLR家族 pyrin结构域包含3 被下调,同时下调的还有核受体亚家族4 A组成员2、周期昼夜调节因子1、盐诱导激酶1、G蛋白偶联受体183 以及血清/糖皮质激素调节激酶1,这些变化与有利于降低血压的机制相一致。

炎症介质减少:IL1B、IL6、前列腺素内过氧化物合酶2 和 G蛋白信号调节因子1,这与 NF-κB 活性减弱和细胞因子水平降低相符。

脂质/脂肪细胞程序也发生转变:诸如 Kruppel样因子4、受体相互作用丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶1、脂滴包被蛋白-2 和 C-X-C基序趋化因子配体8 等基因朝着与更好代谢控制相关的模式变化。

非编码 RNA 层面反映了这些趋势。在 66 个发生变化的 miRNA 中,与减重相关的种类(例如,miR-548 家族,miR-1185-1)上升,而与炎症相关的 miR-640 和 miR-1248 下降;miR-1305 增加,据报道这种变化具有抗炎作用。

19 个 lncRNA 发生变化,包括核仁小 RNA 宿主基因16 的下调和在膀胱癌中凋亡相关转录本(一种人类脂肪细胞可塑性调节因子)的上调。67 个 snoRNA 发生变化,其中 61 个下调,包括减少的 RPL13A 簇成员(SNORD U32/U33/U34/U35),这种模式与较低的氧化应激和炎症有关。

根据补充数据,这些 RNA 类别的倍数变化幅度在不同转录本间存在差异,下调特征的典型范围在 -1.5 至 -8.0 之间,上调特征在 +1.5 至 +5.0 之间。疾病映射将该特征与心脏和血管疾病、高血压、糖尿病、肥胖和葡萄糖代谢紊乱联系起来,突显了其临床相关性。

BMI特异性的转录组差异

超重参与者表现出对脂质代谢和脂肪生成通路的独特调节,其特征是对糖原合成酶激酶3β、G蛋白偶联受体激酶6 以及 miRNA(包括 miR-548i 和 miR-1292-3p)的显著调控。正常体重参与者表现出对炎症通路的独特调节,其特征是信号转导子和转录激活子3、溶质载体家族16成员6、B细胞淋巴瘤2、MAPK1 和 miR-1185-2-5p 的变化。因此,饮用相同橙汁的两个人可能会因 BMI 不同而获得不同的分子益处。

黄烷酮-基因相互作用

分子对接支持了 II相黄烷酮代谢物(例如,橙皮素-3-葡萄糖醛酸苷、橙皮素-7-葡萄糖醛酸苷、橙皮素-3-硫酸盐;柚皮素-4-葡萄糖醛酸苷、柚皮素-7-葡萄糖醛酸苷)与转录因子(包括 NFKB1、AHR、PPARA、ATF4、PLAU、NRF1、IRF9、MYC、YY1、ELK4、RELA、RXRA 和 TP53)之间的直接相互作用,自由能范围在 -6.29 至 -9.63 kcal/mol之间;相互作用小于 -6 kcal/mol 被认为是显著的,这为果汁代谢物产生基因调控效应提供了一条合理的途径。

临床解读与研究展望

每日饮用橙汁这种熟悉的食物,重编程了与血压、脂质和炎症相关的免疫细胞基因网络,在蛋白质编码基因、miRNA、lncRNA 和 snoRNA 等多个层面产生了变化。预测的黄烷酮代谢物与转录因子(包括 NFKB1、AHR 和 PPARA)之间的相互作用为其作用机制提供了合理性。

重要的是,按 BMI 分层的效果显示,脂质通路的变化在超重成年人中占主导地位,而炎症通路的变化在正常体重成年人中更为明显。然而,该结果受限于小样本量(n=20)、缺乏对照饮料、使用微阵列平台以及计算机对接的探索性性质(其结果仍属于假设生成)。

未来的研究应整合倍数变化幅度数据与靶向功能分析,以验证这些转录组特征。对于个人和临床医生而言,这支持了根据体重来定制"简单"的饮食建议,从而将日常饮品转变为更精确的心血管代谢调节杠杆。

个性化营养既需要分子证据,也需要实际应用;这些发现提供了早期的分子见解,可以为这种个体化饮食指导提供信息。需要进一步的研究来确认这些转录组效应并将其转化为临床结果。

期刊参考

  • Fraga, L. N., Milenkovic, D., Duarte, I. de A. E., Nuthikattu, S., Coutinho, C. P., Lajolo, F. M., & Hassimotto, N. M. A. (2025). A Global Transcriptomic Analysis Reveals Body Weight-Specific Molecular Responses to Chronic Orange Juice Consumption in Healthy Individuals. Molecular Nutrition & Food Research. DOI: 10.1002/mnfr.70299, https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/mnfr.70299

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