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综述:用于癌症预防的表观营养素:分子机制与新兴见解
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年07月16日 来源:Cell Biology and Toxicology 5.3
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这篇综述系统阐述了表观营养素(epi-nutrients)通过调控DNA甲基化(DNMTs)、组蛋白修饰(HDACs/HATs)和TET酶等表观遗传机制在癌症预防中的作用。重点分析了绿茶儿茶素(EGCG)、姜黄素、白藜芦醇等植物活性成分如何逆转肿瘤抑制基因(TSGs)的表观沉默,并探讨其与化疗药物的协同效应,为开发基于饮食的表观抗癌策略提供了分子理论基础。
肿瘤发生是遗传突变与表观遗传失调共同驱动的复杂过程。不同于DNA序列的改变,表观遗传修饰如DNA甲基化、组蛋白修饰和非编码RNA调控具有可逆性,这使其成为癌症干预的理想靶点。KRAS和TP53等经典癌基因的突变虽重要,但表观遗传沉默导致的MLH1、RASSF1A等肿瘤抑制基因失活同样关键。
DNA甲基转移酶(DNMTs)通过催化CpG岛甲基化沉默基因,而TET酶介导的5-mC氧化(5-hmC/5-fC/5-caC)则促进DNA去甲基化。组蛋白去乙酰化酶(HDACs)与乙酰转移酶(HATs)动态调控染色质结构,例如EZH2介导的H3K27me3会抑制PD-L1表达。这些"表观读写器"的失衡可导致基因组不稳定和癌变。

来自食物的生物活性成分展现出惊人的表观调控能力:
甲基供体:叶酸、维生素B12通过一碳代谢提供S-腺苷甲硫氨酸(SAM),维持正常甲基化模式
DNMT抑制剂:EGCG直接结合DNMT1催化域,使食管癌KYSE510细胞中p16INK4a、RARβ2启动子去甲基化
HDAC调节剂:姜黄素在髓母细胞瘤中抑制HDAC4,增加微管蛋白乙酰化诱导凋亡
TET激活剂:维生素C促进TET2折叠和Fe2+循环,恢复白血病细胞的5-hmC水平

表观营养素与化疗药物联用展现出协同效应:姜黄素通过下调HSP27增强5-FU对结直肠癌细胞的毒性;白藜芦醇通过SIRT1/β-catenin通路逆转乳腺癌多药耐药。纳米载体(如PLGA颗粒)可提升EGCG等成分的生物利用度,靶向递送抗miRNA至肿瘤干细胞。
未来需解决生物利用度低、个体差异大等挑战,但通过精准营养干预表观基因组,无疑为癌症防治开辟了充满希望的新途径。
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