Ежедневный стакан апельсинового сока может не только освежить вас, но и скорректировать работу тысяч генов, связанных с артериальным давлением и обменом веществ. Польза от этого зависит от вашего веса.
В недавнем исследовании, опубликованном в журнале Molecular Nutrition & Food Research, группа учёных изучала, как регулярное употребление апельсинового сока (АЖ) влияет на транскриптомы мононуклеарных клеток периферической крови (МПКПК) у здоровых взрослых людей и различаются ли реакции в зависимости от индекса массы тела (ИМТ). Это было одногрупповое исследование без контрольного напитка; полученные результаты показывают транскриптомические связи, но не устанавливают причинно-следственные связи. Диапазоны кратных изменений для отдельных генов были указаны в дополнительных данных, но не упоминались в основном тексте.
Нутригеномный потенциал цитрусовых флавононов
Что, если основной продукт для завтрака может незаметно влиять на гены, регулирующие кровяное давление, уровень липидов и воспаление? Цитрусовые, особенно апельсиновый сок, содержат флаваноны, такие как гесперидин и нарингенин, которые могут влиять на тонус сосудов, уровень липидов и иммунную сигнализацию. Тем не менее большинство людей задаются вопросом, действительно ли ежедневное употребление сока влияет на биологические процессы и зависит ли реакция от массы тела.
Анализ активности генов в циркулирующих иммунных клетках может установить связь между пищевыми привычками и результатами, которые важны для семей, хотя в механистической статье не оценивались клинические конечные точки. В предыдущих публикациях, посвященных той же когорте, сообщалось о снижении артериального давления и процентного содержания жира в организме при употреблении 500 мл оливкового масла в день в течение 60 дней.
Профиль участника и дизайн исследования
Здоровые взрослые люди (n = 20; 10 мужчин, 10 женщин; 21–36 лет) без хронических заболеваний в течение 60 дней выпивали по 500 мл пастеризованного апельсинового сока в день, разделив его на две порции, после трёхдневного перерыва в употреблении цитрусовых. Во время исследования участники также воздерживались от употребления цитрусовых.
Кровь натощак брали в исходное время (T0) и на 60-й день (T60). Выделяли PBMC и выделяли общую рибонуклеиновую кислоту (РНК). Глобальные транскриптомы были профилированы на микрочипах Clariom D; дифференциально выраженные признаки определялись с поправкой на частоту ложных обнаружений p <0,05.
Мультиомика и вычислительный анализ
Обогащение путей было выполнено с помощью GeneTrail с использованием Киотской энциклопедии генов и геномов (KEGG), WikiPathways и BioCarta; сети белок-белковых взаимодействий анализировались с помощью инструмента поиска взаимодействующих генов/белков (STRING).
Предсказанные факторы транскрипции были идентифицированы с помощью Enrichr. Мишени микроРНК (miRNA) были получены с помощью Mienturnet/miRTarBase; мишени длинных некодирующих РНК (lncRNA) — с помощью LncRRIsearch; также были каталогизированы изменения малых ядрышковых РНК (snoRNA). Для выявления ассоциаций с заболеваниями использовалась база данных сравнительной токсикогеномики.
Молекулярная стыковка метаболитов флавононов
In silico молекулярный докинг (SwissDock) протестировал метаболиты флаванона II фазы (например, гесперетин- и нарингенин-глюкурониды/сульфаты) и катаболиты кишечного происхождения в отношении потенциальных факторов транскрипции, включая субъединицу 1 ядерного фактора kappa B (NF-kB), рецептора арильных углеводородов (AHR), рецептора альфа, активируемого пролифератором пероксисом (PPARA), активирующего фактор транскрипции 4 (ATF4), активатора плазминогена, урокиназа (PLAU), протоонкоген (MYC), ядерный респираторный фактор 1 (NRF1), Инь-Ян 1 (YY1), специфичный для трансформации E26 (ETS) транскрипционный фактор ELK4 (ELK4), RELA (субъединица p65 NF-kB), альфа-рецептор ретиноида X (RXRA), регуляторный фактор интерферона 9 (IRF9) и опухолевый белок 53 (TP53 ). Был проведён анализ подгрупп для сравнения участников с нормальным весом (НВ) и участников с избыточным весом (ИВ) в зависимости от ИМТ.
Транскриптомное ремоделирование после употребления апельсинового сока
Хронический приём OJ изменил транскриптому мононуклеарных клеток периферической крови: изменились 3790 олигонуклеотидов, в том числе 1705 генов, кодирующих белки (в основном с пониженной экспрессией), 66 микроРНК, 19 длинных некодирующих РНК и 67 малых ядрышковых РНК. Анализ главных компонент, дискриминантный анализ методом частичных наименьших квадратов (PLS-DA) и кластерный анализ успешно отделили T60 от T0, что указывает на устойчивый эффект вмешательства.
Обогащенные пути, отображенные для контроля артериального давления (синтез / секреция альдостерона, секреция ренина, передача сигналов, связанных с ингибиторами ангиотензинпревращающего фермента), метаболизм липидов (термогенез, адипогенез, β-окисление жирных кислот в митохондриях), воспаление (toll-подобный рецептор, фактор некроза опухоли, интерлейкин-17 (IL17)), клеточная адгезия (фокальная адгезия, актиновый цитоскелет) и основные сигнальные оси (митоген-активируемая протеинкиназа (MAPK), рецептор 2 фактора роста эндотелия сосудов ( VEGFR2), фосфоинозитид-3-киназа-Акт (PI3K-Akt), рецептор эпидермального фактора роста (EGF), циклический аденозинмонофосфат (цАМФ), инсулин и конечный продукт расширенного гликирования -рецептор для конечных продуктов расширенного гликирования). Дополнительное обогащение включало в себя передачу сигналов AHR и процессинг белков в эндоплазматическом ретикулуме (ЭР).
Центры взаимодействия белков включали серин/треониновую киназу AKT1, глицеральдегид-3-фосфатдегидрогеназу (GAPDH), катенин бета-1 (CTNNB1), белок теплового шока 90 альфа (HSP90AA1) и эукариотический фактор элонгации 2 (EEF2).
Модуляция на уровне генов и некодирующих РНК
Кардиометаболическая значимость проявляется на генном уровне. Гены, связанные с артериальным давлением, никотинамидфосфорибозилтрансфераза (NAMPT) и NLR-семейство, содержащее пириновый домен 3 (NLRP3), были подавлены, как и член 2 подсемейства 4 группы А ядерных рецепторов (NR4A2), регулятор циркадных ритмов 1 (PER1), индуцируемая солью киназа 1 (SIK1), рецептор, связанный с G-белком 183 (GPR183), и киназа 1, регулируемая сывороткой/глюкокортикоидами (SGK1), что соответствует механизмам, способствующим снижению артериального давления.
Снизился уровень медиаторов воспаления: IL1B, IL6, синтазы эндопероксида простагландина 2 (PTGS2/COX-2) и регулятора передачи сигналов G-белка 1 (RGS1), что соответствует снижению активности NF-κB и уменьшению уровня цитокинов.
Программы липидов/адипоцитов также изменились: такие гены, как Kruppel-like factor 4 (KLF4), рецептор-взаимодействующая серин/треониновая протеинкиназа 1 (RIPK1), перилипин-2 (PLIN2) и хемокиновый лиганд 8 с мотивом C-X-C (CXCL8), сместились в сторону профиля, связанного с улучшением метаболического контроля.
Некодирующие слои отражали эти тенденции. Среди 66 изменённых микроРНК количество видов, связанных с потерей веса (например, семейство miR-548, miR-1185-1), увеличилось, а количество связанных с воспалением miR-640 и miR-1248 уменьшилось; количество miR-1305 увеличилось, что, как сообщается, оказывает противовоспалительное действие.
Изменились 19 длинных некодирующих РНК, в том числе снизилась экспрессия гена-хозяина малой ядрышковой РНК 16 (SNHG16) и повысилась экспрессия ассоциированного с апоптозом транскрипта при раке мочевого пузыря (AATBC), регулятора пластичности адипоцитов человека. Изменились 67 малых ядрышковых РНК, 61 из которых экспрессировалась ниже, в том числе снизилось количество членов кластера RPL13A (SNORD U32/U33/U34/U35), что связано с уменьшением окислительного стресса и воспаления.
Согласно дополнительным данным, величины изменения количества этих классов РНК варьировались в зависимости от транскрипта и обычно находились в диапазоне от −1,5 до −8,0 для пониженных показателей и от +1,5 до +5,0 для повышенных. Анализ заболеваний показал, что этот признак связан с болезнями сердца и сосудов, гипертонией, диабетом, ожирением и нарушениями метаболизма глюкозы, что подчёркивает его клиническую значимость.
Транскриптомные различия в зависимости от ИМТ
У участников с избыточным весом наблюдалась уникальная модуляция путей липидного обмена и адипогенеза, характеризующаяся различной регуляцией гликогенсинтазной киназы 3 бета (GSK3B), рецепторной киназы 6, сопряжённой с G-белком (GRK6), и микроРНК, включая miR-548i и miR-1292-3p. У участников с нормальным весом наблюдалась уникальная модуляция воспалительных процессов, характеризующаяся изменениями в сигнальном преобразователе и активаторе транскрипции 3 (STAT3), члене семейства переносчиков растворенных веществ 16 6 (SLC16A6), В-клеточной лимфоме 2 (BCL2), MAPK1 и miR-1185-2-5p. Таким образом, два человека, пьющие один и тот же апельсиновый сок, могут получать разную молекулярную пользу в зависимости от индекса массы тела.
Механистическая правдоподобность взаимодействия флавононов с генами
Молекулярный докинг поддерживал прямые взаимодействия между метаболитами флаванона фазы II (например, гесперетин-3-глюкуронидом, гесперетин-7-глюкуронидом, гесперетин-3-сульфатом; нарингенин-4-глюкуронидом, нарингенин-7-глюкуронидом) и факторами транскрипции, включая NFKB1, AHR, PPARA, ATF4, PLAU, NRF1, IRF9, MYC, YY1, ELK4, RELA, RXRA, и TP53, с диапазоном свободной энергии от -6,29 до -9,63 ккал/ моль; взаимодействия <-6 ккал/ моль считались значимыми, предлагая вероятный путь от метаболитов сока к эффектам регуляции генов.
Клиническая интерпретация и перспективы исследований
Ежедневное употребление апельсинового сока, привычного продукта питания, привело к перепрограммированию генных сетей иммунных клеток, связанных с артериальным давлением, уровнем липидов и воспалением, а также к многоуровневым изменениям в генах, кодирующих белки, микроРНК, длинных некодирующих РНК и малых ядрышковых РНК. Прогнозируемые взаимодействия между метаболитами флаванонов и факторами транскрипции, включая NFKB1, AHR и PPARA, обеспечивают механистическую правдоподобность.
Важно отметить, что стратифицированные по ИМТ эффекты показали, что липидные пути доминируют у взрослых с избыточным весом, в то время как воспалительные пути смещены у взрослых с нормальным весом. Однако результаты ограничены небольшим размером выборки (n = 20), отсутствием контрольного напитка, использованием платформы для микрочипов и исследовательским характером стыковки in-silico, которая остается гипотетической.
В будущих исследованиях следует объединить данные о степени изменения с целевыми функциональными анализами, чтобы подтвердить эти транскриптомные сигнатуры. Для отдельных людей и врачей это означает, что «простые» рекомендации по питанию следует адаптировать к массе тела, чтобы превратить обычный напиток в более точный инструмент для контроля кардиометаболических факторов.
Персонализированное питание требует как молекулярных исследований, так и практического применения. Полученные результаты дают представление о молекулярных процессах, которые могут лечь в основу индивидуальных рекомендаций по питанию. Для подтверждения и преобразования этих транскриптомных эффектов в клинические результаты необходимы дальнейшие исследования.
Ссылка на журнал:
- Фрага Л. Н., Миленкович Д., Дуарте И. де А. Э., Нутикатту С., Коутиньо К. П., Ладжоло Ф. М. и Хассимотто Н. М. А. (2025). Глобальный транскриптомный анализ выявляет молекулярные реакции, зависящие от массы тела, при хроническом употреблении апельсинового сока здоровыми людьми. Молекулярное питание и исследования пищевых продуктов. DOI: 10.1002/mnfr.70299, https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/mnfr.70299
Чтобы написать отзыв нужно авторизоватся