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酒精
酒精可以直接破坏DNA,你还敢喝酒吗?
2018-01-06 14:15:37 来自:《Nature》 作者:大话精神 点击量:

  越来越多的证据表明,饮酒与癌症风险增加有关。最近,英国的科学家相信,他们已经找到了合理的解释。
  
  在一项针对小鼠的新研究中,研究人员发现酒精会损害小鼠造血干细胞的DNA。其罪魁祸首是乙醛,这是乙醇代谢过程中的副产物。当乙醛没有被进一步分解(例如,人体摄入大量酒精),它就会聚集在细胞中。
  
  剑桥大学分子生物学MRC实验室的研究人员称,此时,是乙醛对DNA造成严重破坏的时候。该文的第一作者Ketan Patel说,“酒精对人体有害一直存在争议。这篇论文提供了非常有力的证据,证明酒精代谢物会造成DNA损伤,包括形成组织的至关重要的干细胞。”
  
  此前研究发现,乙醛会对DNA造成损害,但这些实验均在培养皿中进行,而不是活体中。这篇文章首次利用生物体观察身体的反应方式,因此,这项针对小鼠的研究是一个重大的进步。
  
  研究人员喂食小鼠稀释的酒精(或乙醇),然后用染色体分析和DNA测序来评估基因损伤情况。他们发现,乙醛可以破坏并导致这些细胞内的DNA双链断裂,从而造成永久性的损伤。研究人员均用造血干细胞进行研究,这是因为它们可以很容易被复制用于DNA分析,其次也是因为干细胞可以在整个身体传播基因损伤。
  
  身体的两道防御系统
  
  人体确实对乙醛有一定的防御能力,其中第一道防御系统通过乙醛脱氢酶(ALDH)发挥作用。当ALDH正常工作时,这些酶会将乙醛转化为乙酸,乙酸可为身体供能。
  
  为了研究乙醛如何影响细胞的构建,研究小组对小鼠进行基因改造,即通过基因改造阻止干细胞产生ALDH的酶之一——ALDH2。先前的研究表明,这种酶可以将乙醛有效地氧化成乙酸。当敲除了小鼠的ALDH2基因,小鼠也更容易显示酒精及其代谢产物乙醛对健康的影响。
  
  Patel说,“我们在这些突变的细胞中发现大量的DNA损伤。DNA片段被删除、被破坏,甚至看到部分染色体发生移动和重排。” (如图h)
  

各突变类型所占比例
  
  ALDH2缺陷小鼠中,给予酒精的小鼠(5.8?g kg?1)与未给予酒精的小鼠相比,有4倍的细胞损伤。(如图a)

  
  第二道防线则是一个修复系统,在这个系统中,身体试图修复对DNA造成的伤害。其中,Fancd2是一种 DNA 交联修复蛋白,能帮助不稳定的 DNA 进行修复。
  
  但是,由于有些人存在突变,其中一个或两个防御工程不起作用。此外,微核也可用来判断细胞的受损程度。在细胞内,如果染色体发生断裂或错配,就很容易形成“微核”(Micronuclei , Mn)结构。如下图所示,当第一、二道防御缺失,酒精下微核数量显着增加。(如图a)
  

微核NCEs的数量评估酒精及代谢物对身体的影响
  
  例如,亚洲约有5.4亿人携带ALDH2基因突变,这意味着他们不能分解乙醛,喝酒会出现红潮反应,即俗话说的喝酒上脸。拥有这种突变的人,其患食管癌的风险大大增加。因此,遇到喝酒脸红的人一定要珍惜,因为他们是拿生命在喝。
  
  Patel说:“我们的研究强调,不能有效处理酒精会导致酒精相关DNA损伤的风险更高,同时,某些癌症的患病风险也更高。重要的是,酒精清除和DNA修复系统并不完美,酒精仍然可以以不同的方式伤害我们的身体,比如导致某些癌症,即便拥有两条完美防御系统的人也不可掉以轻心。”
  
  接下来,该团队打算研究为什么酒精会与某些癌症存在较大关联(比如口腔癌、咽喉癌、食管癌、喉癌、乳腺癌、肝癌和肠癌),而与其他癌症的相关性较小。
  
  这项研究2018年1月3日在线发表于《Nature》上。
[责任编辑]杜新忠
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