脂溶性維生素對基因表達的影響研究

徐辰義 王芳芳

摘要：營養和基因表達的一般關系表現為兩個方面：一是養分的攝入量影響基因表達；二是基因表達的結果影響養分的代謝途徑和代謝效率，并決定營養需要量。營養素包括：蛋白質、氨基酸、碳水化合物、礦物元素、維生素等。綜述了基因表達與營養元素中脂溶性維生素相互作用關系，具體探討了維生素A、D、E、K等營養素對基因表達的調控作用以及基因的多態性對營養素吸收、代謝和利用的影響。

關鍵詞：營養元素；基因表達；維生素

中圖分類號：S859.83 文獻標識碼：B 文章編號：1007-273X（2013）05-0059-02

脂溶性維生素包括：維生素A、維生素D、維生素E、維生素K。脂溶性維生素以被動的擴散方式穿過肌肉細胞膜的脂相。攝入過量的脂溶性維生素可引起中毒，代謝和生長產生障礙。

1 維生素A對基因表達的影響

維生素A又稱視黃醇，不僅在視覺、細胞分化方面具有明確的作用，而且對胚胎發育也是必需的。此外，維生素A能夠促進基因表達、轉錄及翻譯，可以合成特異蛋白，在抗癌、防癌中起重要作用[1]。馮永淼等[2]研究表明：隨著日糧維生素A添加量的增加，十二指腸結合蛋白（CaBP）基因表達降低，當維生素A水平增加時，CaBP基因表達量有降低趨勢，說明過量維生素A對骨骼代謝影響的機制之一是過量維生素A降低了與鈣、磷代謝有關的CaBP的基因表達，進而影響鈣、磷代謝和骨骼發育。劉恭平等[3]研究了維生素A缺乏及再補充對小鼠胚胎HoxC4（3.5）基因表達的影響，結果顯， 維生素A缺乏導致HoxC4（3.5）表達量明顯下降，出現胚胎發育不良與畸形，因缺乏維生素A，Hox基因表達量降低，此時補充維生素A有一定的補償作用，可以在一定程度上促進Hox基因的表達。

2 維生素D對基因表達的影響

維生素D有D2和D3兩種活性形式。維生素D對基因表達調節的機理，是通過DNA結合蛋白在許多蛋白的基因水平上起作用。田慶顯等[4]觀察l，25-二羥維生素D3對體外培養的小鼠成骨細胞Osteoprotegerin（OPG）和Receptor activator of NF-KB ligand （RANKL）基因表達的作用發現，l，25-二羥維生素D3[（1， 25（OH）2VitD3]]抑制小鼠成骨細胞OPG的表達，同時增加RANKL的表達。李培等[5]探討用1， 25（OH）2VitD3干預對大鼠輔助性T細胞免疫應答中脾CD4+CD25+調節性T細胞及其特異性轉錄因子Foxp3基因表達的影響，結果顯示，1， 25（OH）2VitD3明顯上調大鼠Th1免疫應答中脾CD4+CD25+調節性T細胞的比例及其特異性轉錄因子Foxp3 mRNA的表達，說明1，25（OH）2VitD3對大鼠Th1免疫應答中脾CD4+CD25+調節性T細胞及其特異性轉錄因子Foxp3的基因表達有顯著影響，1，25（OH）2VitD3可能通過促進CD4+CD25+調節性T細胞的發育，發揮其免疫調節作用。

3 維生素E對基因表達的影響

維生素E具有能提高機體免疫力，緩解畜禽應激的作用，可提高種畜禽的繁殖性能及改善畜禽產品質量等。張敬等[6]的研究表明，維生素E能夠通過誘導白血病細胞凋亡，抑制白血病細胞增殖，其機制是通過抑制c-myc基因的表達來進一步誘導髓系白血病細胞株HL-60細胞凋亡，進而抑制白血病細胞增殖。李宣海等[7]證實，維生素E補充組和低Se補充組大鼠與病理造模組相比，肝纖維化程度顯著減輕，HSC中TIMP-1mRNA的表達顯著降低；而較高劑量Se則使HSC中TIMP-lmRNA的表達呈上升趨勢，說明維生素E和適當劑量的Se能顯著減輕大鼠肝纖維化程度，下調HSC中TIMP-1mRNA的表達；而過高劑量的Se則無上述作用。

4 維生素K對基因表達的影響

天然存在的維生素K活性物質有維生素K1和維生素K2。目前所知，維生素K主要是參與凝血活動。近年來的研究表明，維生素K類藥物尚具有抑制腫瘤生長及誘導其凋亡的作用[8] 。王彤等[9]進行維生素K3促肝癌細胞凋亡的試驗研究表明，維生素K3對HepG2細胞的生長有明顯抑制作用，并誘導腫瘤細胞發生凋亡，細胞核固縮、核染色質聚集或斷裂，DNA凝膠電泳顯示清晰的DNA Ladder流式細胞術檢測在G1期之前出現Sub-G1峰。在HepG2細胞凋亡過程中，凋亡相關基因Caspase-3轉錄水平較用藥前增強，Bcl-2變化不明顯。維生素K3具有促肝癌細胞凋亡的作用，且與Caspase-3基因表達有關[10]。石亮等[11]觀察維生素K3對人肝癌細胞株SMMC-7721凋亡的影響及其survivin基因表達的變化的試驗結論表明，維生素K3能抑制SMMC-7721細胞增殖，并誘導其發生凋亡。

5 結語

維生素是動物進行新陳代謝的物質基礎，關于脂溶性維生素的功能和作用機理研究廣泛，但在脂溶性維生素對基因表達的影響方面的研究并不多，了解脂溶性維生素對基因表達的影響機理對日后相關的研究、指導生產實踐具有重要意義。

參考文獻：

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[3] 劉恭平，朱清華.維生素A對小鼠胚胎Hox3.5基因表達的影響[J].衛生研究，200，29（3）：164-165.

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