脂溶性维生素对基因表达的影响研究

徐辰义 王芳芳

摘要：营养和基因表达的一般关系表现为两个方面：一是养分的摄入量影响基因表达；二是基因表达的结果影响养分的代谢途径和代谢效率，并决定营养需要量。营养素包括：蛋白质、氨基酸、碳水化合物、矿物元素、维生素等。综述了基因表达与营养元素中脂溶性维生素相互作用关系，具体探讨了维生素A、D、E、K等营养素对基因表达的调控作用以及基因的多态性对营养素吸收、代谢和利用的影响。

关键词：营养元素；基因表达；维生素

中图分类号：S859.83 文献标识码：B 文章编号：1007-273X（2013）05-0059-02

脂溶性维生素包括：维生素A、维生素D、维生素E、维生素K。脂溶性维生素以被动的扩散方式穿过肌肉细胞膜的脂相。摄入过量的脂溶性维生素可引起中毒，代谢和生长产生障碍。

1 维生素A对基因表达的影响

维生素A又称视黄醇，不仅在视觉、细胞分化方面具有明确的作用，而且对胚胎发育也是必需的。此外，维生素A能够促进基因表达、转录及翻译，可以合成特异蛋白，在抗癌、防癌中起重要作用[1]。冯永淼等[2]研究表明：随着日粮维生素A添加量的增加，十二指肠结合蛋白（CaBP）基因表达降低，当维生素A水平增加时，CaBP基因表达量有降低趋势，说明过量维生素A对骨骼代谢影响的机制之一是过量维生素A降低了与钙、磷代谢有关的CaBP的基因表达，进而影响钙、磷代谢和骨骼发育。刘恭平等[3]研究了维生素A缺乏及再补充对小鼠胚胎HoxC4（3.5）基因表达的影响，结果显， 维生素A缺乏导致HoxC4（3.5）表达量明显下降，出现胚胎发育不良与畸形，因缺乏维生素A，Hox基因表达量降低，此时补充维生素A有一定的补偿作用，可以在一定程度上促进Hox基因的表达。

2 维生素D对基因表达的影响

维生素D有D2和D3两种活性形式。维生素D对基因表达调节的机理，是通过DNA结合蛋白在许多蛋白的基因水平上起作用。田庆显等[4]观察l，25-二羟维生素D3对体外培养的小鼠成骨细胞Osteoprotegerin（OPG）和Receptor activator of NF-KB ligand （RANKL）基因表达的作用发现，l，25-二羟维生素D3[（1， 25（OH）2VitD3]]抑制小鼠成骨细胞OPG的表达，同时增加RANKL的表达。李培等[5]探讨用1， 25（OH）2VitD3干预对大鼠辅助性T细胞免疫应答中脾CD4+CD25+调节性T细胞及其特异性转录因子Foxp3基因表达的影响，结果显示，1， 25（OH）2VitD3明显上调大鼠Th1免疫应答中脾CD4+CD25+调节性T细胞的比例及其特异性转录因子Foxp3 mRNA的表达，说明1，25（OH）2VitD3对大鼠Th1免疫应答中脾CD4+CD25+调节性T细胞及其特异性转录因子Foxp3的基因表达有显著影响，1，25（OH）2VitD3可能通过促进CD4+CD25+调节性T细胞的发育，发挥其免疫调节作用。

3 维生素E对基因表达的影响

维生素E具有能提高机体免疫力，缓解畜禽应激的作用，可提高种畜禽的繁殖性能及改善畜禽产品质量等。张敬等[6]的研究表明，维生素E能够通过诱导白血病细胞凋亡，抑制白血病细胞增殖，其机制是通过抑制c-myc基因的表达来进一步诱导髓系白血病细胞株HL-60细胞凋亡，进而抑制白血病细胞增殖。李宣海等[7]证实，维生素E补充组和低Se补充组大鼠与病理造模组相比，肝纤维化程度显著减轻，HSC中TIMP-1mRNA的表达显著降低；而较高剂量Se则使HSC中TIMP-lmRNA的表达呈上升趋势，说明维生素E和适当剂量的Se能显著减轻大鼠肝纤维化程度，下调HSC中TIMP-1mRNA的表达；而过高剂量的Se则无上述作用。

4 维生素K对基因表达的影响

天然存在的维生素K活性物质有维生素K1和维生素K2。目前所知，维生素K主要是参与凝血活动。近年来的研究表明，维生素K类药物尚具有抑制肿瘤生长及诱导其凋亡的作用[8] 。王彤等[9]进行维生素K3促肝癌细胞凋亡的试验研究表明，维生素K3对HepG2细胞的生长有明显抑制作用，并诱导肿瘤细胞发生凋亡，细胞核固缩、核染色质聚集或断裂，DNA凝胶电泳显示清晰的DNA Ladder流式细胞术检测在G1期之前出现Sub-G1峰。在HepG2细胞凋亡过程中，凋亡相关基因Caspase-3转录水平较用药前增强，Bcl-2变化不明显。维生素K3具有促肝癌细胞凋亡的作用，且与Caspase-3基因表达有关[10]。石亮等[11]观察维生素K3对人肝癌细胞株SMMC-7721凋亡的影响及其survivin基因表达的变化的试验结论表明，维生素K3能抑制SMMC-7721细胞增殖，并诱导其发生凋亡。

5 结语

维生素是动物进行新陈代谢的物质基础，关于脂溶性维生素的功能和作用机理研究广泛，但在脂溶性维生素对基因表达的影响方面的研究并不多，了解脂溶性维生素对基因表达的影响机理对日后相关的研究、指导生产实践具有重要意义。

参考文献：

[1] WOLF G.Recent progress in vitamin A research：nuclear retinoic acid receptors and their interactions with gene elements[J].The Journal of Nutritiond Biochemistry，1990（1）：284-289.

[2] 冯永淼，闫素梅，李慧英，等.日粮维生素A水平对肉鸡组织CaBP基因表达影响的研究[J].畜牧与兽医，2007，39（9）：7-9.

[3] 刘恭平，朱清华.维生素A对小鼠胚胎Hox3.5基因表达的影响[J].卫生研究，200，29（3）：164-165.

[4] 田庆显，黄公怡.1，25.二羟维生素D3对小鼠成骨细胞OPG和RANKL基因表达的影响[J].中国医学科学院学报，2004，26（4）：418-422.

[5] 李 培，祁晓平，李 刚，等.1，25二羟基维生素D3对大鼠脾调节性T细胞及其特异性转录因子表达的影响[J].肠外与肠内营养，2007，14（3）：129-136.

[6] 张 敬，张 军，赵 燕，等.硒和维生素E对白血病细胞凋亡及c-Myc基因表达的影响[J].营养学报，2001（4）：143-146.

[7] 李宣海，汪余勤，程五凤，等.维生素E和硒对肝星状细胞中金属蛋白酶1组织抑制剂mRNA表达的影响[J].胃肠病学，2000，5（2）：99-101.

[8] YAGUCHI M， MIYAZAWA K， KATAGIRI T， et al. Vitamin K2 and itsderivatives induce apoptosis in leukemia cells and enhance the effectof all-trans retinoic acid[J].Leukemia，1997，11（6）：779-787.

[9] 王 彤，王 琛，周 雄.维生素K3促肝癌细胞凋亡的实验研究[J].中华普通外科杂志，2005，20（6）：365-367.

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