探秘人体 “生命时钟”:必需微量元素与端粒长度的神秘关联

【字体: 时间:2025年03月12日 来源:Scientific Reports 3.8

编辑推荐:

  为探究必需血浆金属(Co、Cr、Cu 等)与端粒长度(rTL)关系,研究发现二者关联因年龄而异,为衰老研究提供新视角。

  在生命的长河中,端粒(Telomeres)就像是染色体末端的 “保护帽”,守护着基因的稳定。它由特定蛋白质和 TTAGGG 序列的串联重复组成,对细胞的分裂和老化起着至关重要的作用。随着细胞不断分裂,端粒会逐渐缩短,一旦短到一定程度,细胞就会进入衰老或凋亡状态。这种变化与许多年龄相关的慢性疾病,如 2 型糖尿病、动脉粥样硬化、冠心病、中风和癌症等密切相关。
近年来,必需微量元素在生物和生理过程中的关键作用日益受到关注。研究表明,这些元素不仅参与细胞的分裂、增殖和生长,还可能对端粒长度产生影响。然而,目前关于必需金属元素与端粒长度之间的剂量反应关系仍不明确,且现有研究多集中于特定人群,对普通人群尤其是老年人的研究较少。

为了填补这一空白,广西医科大学和桂林医学院的研究人员开展了一项针对 2194 名≥30 岁中国成年人的横断面研究。该研究旨在评估血浆中八种必需金属元素的联合暴露与白细胞相对端粒长度(rTL)之间的关系,研究成果发表在《Scientific Reports》上。

研究人员采用了多种关键技术方法。在样本采集方面,从广西恭城瑶族自治县招募当地 30 岁及以上居民,采集空腹静脉血样本。金属浓度测定使用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)技术,能够精确测量血浆中钴(Co)、铬(Cr)、铜(Cu)等金属的含量。相对白细胞端粒长度则通过定量聚合酶链式反应(qPCR)进行评估,以确保测量的准确性。此外,研究人员还对年龄、教育水平、吸烟状况等多个潜在混杂因素进行了评估,并运用贝叶斯核机器回归(BKMR)和分位数 g 计算(Q-g computation)等统计方法分析数据,探究金属混合物与端粒长度之间的复杂关系。

研究结果主要包括以下几个方面:

  1. 研究人群特征:研究共纳入 2194 名参与者,其中 30 - 59 岁的有 1060 人,60 岁及以上的有 1134 人。男性占比 36.4%,瑶族占比 74.6%。参与者在教育水平、吸烟饮酒、身体质量指数(BMI)等方面存在差异,同时血浆中各种金属元素的浓度也有所不同。
  2. 金属元素相关性:在 30 - 59 岁人群中,锰(Mn)和锌(Zn)之间存在强相关性,铬(Cr)与锰(Mn)、锰(Mn)与钼(Mo)、钼(Mo)与锌(Zn)之间存在中度相关性。在 60 岁及以上人群中,钴(Co)与铬(Cr)、钴(Co)与硒(Se)、铬(Cr)与锰(Mn)等多对金属元素之间呈现中度相关性。
  3. 单个金属与端粒长度的关联:在 30 - 59 岁人群中,锌(Zn)与 rTL 呈线性负相关。在 60 岁及以上人群中,钴(Co)、铁(Fe)、锰(Mn)与 rTL 呈非线性关联,铬(Cr)、钼(Mo)、锌(Zn)与 rTL 呈线性关联。
  4. 金属混合物与端粒长度的关联:30 - 59 岁人群中,金属混合物水平升高与 rTL 缩短显著负相关,锌(Zn)是主要贡献金属。在 60 岁及以上人群中,金属混合物水平升高与 rTL 延长呈线性正相关,铬(Cr)和锰(Mn)是主要贡献金属。

研究结论和讨论部分指出,该研究揭示了必需微量元素混合物暴露与端粒长度之间存在显著关联,且这种关联在不同年龄组中表现不同。在 30 - 59 岁人群中呈负相关,而在老年人中呈正相关,这表明微量元素混合物与端粒长度的关系可能随年龄变化,为衰老过程的研究提供了新的视角。

从具体金属元素来看,铬(Cr)可能通过激活抗氧化酶减少氧化应激,从而对端粒起到保护作用,在老年人中与更长的端粒长度相关,提示其可能具有潜在的抗衰老作用。锰(Mn)作为抗氧化酶的辅助因子,参与保护 DNA 免受损伤,在本研究中也与老年人较长的端粒长度有关。然而,铜(Cu)和锌(Zn)在高浓度时可能会诱导氧化应激,导致端粒缩短,与较短的端粒长度相关,体现了金属暴露对端粒健康的双重影响。

尽管该研究取得了重要成果,但仍存在一定的局限性。由于研究采用横断面设计,无法确定金属暴露与端粒长度变化之间的因果关系。此外,虽然研究人员对多个潜在混杂因素进行了调整,但仍可能存在其他未考虑到的因素,如遗传背景等影响研究结果。因此,未来的研究需要采用前瞻性队列设计,并纳入更多的生物标志物和遗传数据,以更深入地探究金属暴露影响端粒长度的机制,进一步明确微量元素在衰老过程中的作用,为预防和治疗与衰老相关的疾病提供更坚实的理论基础。
相关新闻
生物通微信公众号
微信
新浪微博
  • 急聘职位
  • 高薪职位

知名企业招聘

热点排行

    今日动态 | 人才市场 | 新技术专栏 | 中国科学人 | 云展台 | BioHot | 云讲堂直播 | 会展中心 | 特价专栏 | 技术快讯 | 免费试用

    版权所有 生物通

    Copyright© eBiotrade.com, All Rights Reserved

    联系信箱:

    粤ICP备09063491号