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1 DNA及DNA损伤
DNA是脱氧核糖核酸的缩写,它是两条脱氧核糖核酸链组成的双螺旋结构,是染色体的重要成分,DNA存储着生物体赖以生存和繁衍的遗传信息,包含了人体中最重要的遗传物质。因此,维护DNA分子的完整性对细胞至关紧要。
在内环境(如自由基)和外环境(如紫外线辐射,化学物质等)损伤因素作用下,DNA链可能断裂而致DNA损伤。另外,其他因素如电离辐射和化学制剂(烷化剂等致癌剂),也会导致DNA的损伤。如果DNA链断裂而得不到及时修复,则会影响遗传信息准确无误地传至下代细胞。
持DNA损伤修复学说的人认为,生物衰老时,修复损伤DNA的能力下降,致使损伤积累,引起基因及其表达异常,导致衰老甚至死亡。现代肿瘤分子生物学也认为,DNA损伤是肿瘤发生和发展的重要原因。细胞一旦发生DNA损伤或复制错误,DNA损伤首先启动损伤感应机制,将DNA损伤转化成信号,由信号传导通路传给生长停滞机制,使细胞停止生长,进而启动DNA修复机制,修复损伤的DNA。最后,如果DNA损伤得到完全修复,细胞周期可进入下一个时相,细胞周期仍可正常完成,倘若DNA损伤修复失败,细胞凋亡机制将被启动,损伤细胞进入凋亡,从而避免DNA损伤带到子代细胞,维持了组织细胞基因组的稳定性,避免肿瘤发生的潜在可能。
基于DNA损伤的重要性不断得到证实,美国麻省理工学院Leonard·Guarente(莱奥纳多·瓜伦泰)等人已将DNA损伤列为引起生物衰老的首要因素,这一领域的研究已成热点,且已有人将此作为衰老的生物学年龄标志之一。
2 复合多种营养素可保护DNA稳定性
科学研究发现,多种维生素,矿物质以及天然植物提取物可提高DNA稳定性,修复DNA损伤,预防某些慢性疾病。
●维生素E
维生素E作为高效的抗氧化剂,能抑制氧化应激所引起的染色体畸形的出现,提高受损DNA的清除率,对染色体畸形、DNA加合物以及微核等遗传物质损伤的形成有抑制作用。维生素E通过抗氧化功能可以抑制氧化应激所诱导的细胞凋亡。国内的一项动物实验发现,补充较大剂量维生素E对过氧化氢诱发的DNA氧化损伤有保护作用。
●类胡萝卜素
研究发现,类胡萝卜素不仅能防止DNA损伤,并且有促进损伤修复的作用。动物实验发现,小鼠淋巴细胞DNA链断裂后,在细胞培养液中添加β胡萝卜素、维生素C和维生素E,经培养后断裂链又被重新连接。
●叶酸
叶酸与神经管畸形、肿瘤和心血管疾病有关。叶酸缺乏可以引起甲基化改变,以及DNA和染色体的损伤。这是因为叶酸在体内参与一碳单位转移反应,尤其是在嘌呤、嘧啶,氨基酸及蛋氨酸合成中。叶酸在细胞甲基转移途径中并非独立发挥作用,而是和其他物质包括维生素B6、维生素B12和甜菜碱等联合起作用的。
●镁
镁在DNA修复中起着非常重要的作用。DNA的修复过程是通过不同蛋白的协调作用介导,而镁离子几乎是所有修复步骤都必不可少的辅助物质。此外,镁离子在细胞凋亡过程中也起重要作用。
●天然植物提取物
天然植物提取物对于保护DNA稳定性的作用也逐渐得到证实。在动物实验中,使用从天然植物提取到的总黄酮,对γ射线和过氧化氢所致V79DNA细胞链断裂损伤有非常显著的防护效果。研究人员推测可能是总黄酮具有显著清除辐射及自由基等损伤的生物活性。补充富含番茄红素的蕃茄酱后,对小鼠淋巴细胞中过氧化氢所引起的DNA损伤有保护作用,可以降低DNA链断裂的发生率。如何使用天然植物提取物保护DNA稳定性以达到预防慢性疾病的目的,此研究领域已成为现代医学的研究热点。
3 彗星试验检测DNA稳定性
虽然营养与DNA稳定性之间的关系已得到一定验证,但复合多种维生素,矿物质,天然植物提取物的营养补充剂对于保护DNA稳定性的作用,还需要更多针对人的临床试验。安利(中国)研发中心、安利纽崔莱营养与健康中心(NHI)与北京大学医学部、中山大学医学院联合进行了临床试验,检测了食用含植物提取物的多种维生素及矿物质补充剂对人体DNA稳定性的作用。试验中采用了先进的检测手段——彗星试验。
彗星试验(comet Assay)即单细胞凝胶电泳试验(SCGE),是上世纪80年代后逐渐发展起来的一种先进的DNA损伤检测方法。彗星试验是基于单细胞水平上能同时定性、定量的检测方法,对技术操作水平和实验室条件要求极高,国内能高标准完成彗星试验的实验室屈指可数,北京大学公共卫生学院实验室是其中之一。
彗星试验通常包括细胞分离及处理,制片、细胞裂解、电泳、荧光标记、显微镜检测、计算机图形分析及计算等步骤。
4 食用含植物提取物的多种维生素及矿物质补充剂能提高DNA稳定性
安利(中国)研发中心主导的彗星试验中,共获得287例DNA损伤修复试验数据,其中食用安慰剂组140人,食用样品组147人,样品为含植物提取物的多种维生素及矿物质补充剂。
数据统计结果显示:食用样品8周后,彗星尾长、尾DNA比值、尾宽度等指标均有显著下降。试验结果提示,食用样品组测试者DNA损伤程度低于安慰剂组,说明服用含植物提取物的多种维生素及矿物质补充剂能提高DNA稳定性。
DNA是脱氧核糖核酸的缩写,它是两条脱氧核糖核酸链组成的双螺旋结构,是染色体的重要成分,DNA存储着生物体赖以生存和繁衍的遗传信息,包含了人体中最重要的遗传物质。因此,维护DNA分子的完整性对细胞至关紧要。
在内环境(如自由基)和外环境(如紫外线辐射,化学物质等)损伤因素作用下,DNA链可能断裂而致DNA损伤。另外,其他因素如电离辐射和化学制剂(烷化剂等致癌剂),也会导致DNA的损伤。如果DNA链断裂而得不到及时修复,则会影响遗传信息准确无误地传至下代细胞。
持DNA损伤修复学说的人认为,生物衰老时,修复损伤DNA的能力下降,致使损伤积累,引起基因及其表达异常,导致衰老甚至死亡。现代肿瘤分子生物学也认为,DNA损伤是肿瘤发生和发展的重要原因。细胞一旦发生DNA损伤或复制错误,DNA损伤首先启动损伤感应机制,将DNA损伤转化成信号,由信号传导通路传给生长停滞机制,使细胞停止生长,进而启动DNA修复机制,修复损伤的DNA。最后,如果DNA损伤得到完全修复,细胞周期可进入下一个时相,细胞周期仍可正常完成,倘若DNA损伤修复失败,细胞凋亡机制将被启动,损伤细胞进入凋亡,从而避免DNA损伤带到子代细胞,维持了组织细胞基因组的稳定性,避免肿瘤发生的潜在可能。
基于DNA损伤的重要性不断得到证实,美国麻省理工学院Leonard·Guarente(莱奥纳多·瓜伦泰)等人已将DNA损伤列为引起生物衰老的首要因素,这一领域的研究已成热点,且已有人将此作为衰老的生物学年龄标志之一。
2 复合多种营养素可保护DNA稳定性
科学研究发现,多种维生素,矿物质以及天然植物提取物可提高DNA稳定性,修复DNA损伤,预防某些慢性疾病。
●维生素E
维生素E作为高效的抗氧化剂,能抑制氧化应激所引起的染色体畸形的出现,提高受损DNA的清除率,对染色体畸形、DNA加合物以及微核等遗传物质损伤的形成有抑制作用。维生素E通过抗氧化功能可以抑制氧化应激所诱导的细胞凋亡。国内的一项动物实验发现,补充较大剂量维生素E对过氧化氢诱发的DNA氧化损伤有保护作用。
●类胡萝卜素
研究发现,类胡萝卜素不仅能防止DNA损伤,并且有促进损伤修复的作用。动物实验发现,小鼠淋巴细胞DNA链断裂后,在细胞培养液中添加β胡萝卜素、维生素C和维生素E,经培养后断裂链又被重新连接。
●叶酸
叶酸与神经管畸形、肿瘤和心血管疾病有关。叶酸缺乏可以引起甲基化改变,以及DNA和染色体的损伤。这是因为叶酸在体内参与一碳单位转移反应,尤其是在嘌呤、嘧啶,氨基酸及蛋氨酸合成中。叶酸在细胞甲基转移途径中并非独立发挥作用,而是和其他物质包括维生素B6、维生素B12和甜菜碱等联合起作用的。
●镁
镁在DNA修复中起着非常重要的作用。DNA的修复过程是通过不同蛋白的协调作用介导,而镁离子几乎是所有修复步骤都必不可少的辅助物质。此外,镁离子在细胞凋亡过程中也起重要作用。
●天然植物提取物
天然植物提取物对于保护DNA稳定性的作用也逐渐得到证实。在动物实验中,使用从天然植物提取到的总黄酮,对γ射线和过氧化氢所致V79DNA细胞链断裂损伤有非常显著的防护效果。研究人员推测可能是总黄酮具有显著清除辐射及自由基等损伤的生物活性。补充富含番茄红素的蕃茄酱后,对小鼠淋巴细胞中过氧化氢所引起的DNA损伤有保护作用,可以降低DNA链断裂的发生率。如何使用天然植物提取物保护DNA稳定性以达到预防慢性疾病的目的,此研究领域已成为现代医学的研究热点。
3 彗星试验检测DNA稳定性
虽然营养与DNA稳定性之间的关系已得到一定验证,但复合多种维生素,矿物质,天然植物提取物的营养补充剂对于保护DNA稳定性的作用,还需要更多针对人的临床试验。安利(中国)研发中心、安利纽崔莱营养与健康中心(NHI)与北京大学医学部、中山大学医学院联合进行了临床试验,检测了食用含植物提取物的多种维生素及矿物质补充剂对人体DNA稳定性的作用。试验中采用了先进的检测手段——彗星试验。
彗星试验(comet Assay)即单细胞凝胶电泳试验(SCGE),是上世纪80年代后逐渐发展起来的一种先进的DNA损伤检测方法。彗星试验是基于单细胞水平上能同时定性、定量的检测方法,对技术操作水平和实验室条件要求极高,国内能高标准完成彗星试验的实验室屈指可数,北京大学公共卫生学院实验室是其中之一。
彗星试验通常包括细胞分离及处理,制片、细胞裂解、电泳、荧光标记、显微镜检测、计算机图形分析及计算等步骤。
4 食用含植物提取物的多种维生素及矿物质补充剂能提高DNA稳定性
安利(中国)研发中心主导的彗星试验中,共获得287例DNA损伤修复试验数据,其中食用安慰剂组140人,食用样品组147人,样品为含植物提取物的多种维生素及矿物质补充剂。
数据统计结果显示:食用样品8周后,彗星尾长、尾DNA比值、尾宽度等指标均有显著下降。试验结果提示,食用样品组测试者DNA损伤程度低于安慰剂组,说明服用含植物提取物的多种维生素及矿物质补充剂能提高DNA稳定性。