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赵健元研究员团队和赵世民教授团队合作发现一种高脂饮食致癌机制

发布时间: 2018-10-09 11:23

    美食是生活的重要部分。然而,不合理的饮食结构可能导致肿瘤发生风险的骤增,例如,欧美发达地区人喜食如油炸类食品、暗红色肉类(牛、羊、鸡肉)以及熏烤食品等高脂饮食,其肠癌发病率远高于发展中国家。而且,即使从发展中国家移民到发达国家的第一代,其肠癌的发病率就随着饮食结构的改变而有所上升,第二代移民的发病率就基本接近欧美人。近年来,我国经济的迅速发展使我们的人口健康面临着饮食欧美(高脂)化的挑战。
同型半胱氨酸是一种代谢中间产物,其水平的升高导致出生缺陷、心脑血管疾和肿瘤等多种人类疾病,日本科学家甚至认为同型半胱氨酸水平是人类健康的“最重要指标”。
    10月9日,中心PI赵健元研究员团队和赵世民教授团队的一项合作研究阐明了上述两种重要健康现象的内在联系,以《高脂饮食诱发的肠道蛋白赖氨酸同型半胱氨酸化修饰抑制DNA损伤修复》(“Colonic Lysine Homocysteinylation Induced by High-Fat Diet Suppresses DNA Damage Repair”)为题发表在《细胞报道》(Cell Reports)杂志上。他们的研究成果提示:高脂饮食会组织特异性的激活肠道组织的甲硫氨酰tRNA合酶表达,导致细胞中代谢物同型半胱氨酸以翻译后修饰的形式结合到与MARS结合的蛋白质上,其中包括负责感知DNA损伤并传递修复信号的ATR蛋白。ATR蛋白发生同型半胱氨酸修饰后丧失了感知DNA损伤并启动修复的能力,在损伤发生时无法激活下游的DNA损伤修复通路,使得细胞中的DNA损伤得以积累,最终导致肠道细胞癌变的风险提高。他们进一步的研究还发现,抑制同型半胱氨酸修饰的形成可显著降低高脂饮食在动物模型中的致癌风险,表明高脂饮食的致癌风险可以通过一定的方式降低,为营养失调诱发肿瘤的预防和治疗新策略提供了指导。
                     
示意图:高脂饮食状态下,MARS被激活并促进ATR蛋白的同型半胱氨酸化修饰,进而抑制ATR活性及其下游DNA损伤修复通路,导致DNA损伤的积累。

    复旦大学生命科学学院、遗传工程国家重点实验室、遗传与发育协同创新中心PI赵健元研究员和复旦大学妇产科医院、遗传工程国家重点实验室、遗传与发育协同创新中心PI赵世民教授为论文共同通讯作者。该研究得到国家自然基金委、科技部973计划、863计划和上海市科委项目等基金的共同资助。
    论文全文链接:https://doi.org/10.1016/j.celrep.2018.09.022