健康的生活方式能改变基因表达

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一项最新研究显示,在为期一年的重建健康生活方式后,动脉粥样硬化患者的基因表达发生了明显的变化,患者的症状大幅减轻。生活方式影响健康状况不再是无稽之谈。那些放纵抽烟喝酒但可能显得很健康的人也不必捧腹于提倡健康生活方式的科学家、养生学家和大众了。

《Circulation: Cardiovascular Genetics》2014年2月22日发表一篇主要作者为Darrell Ellsworth(Windber研究所)的研究显示:改善饮食、锻炼、情绪管理习惯一年后,患者能明显减轻过重体重、降低血压、血脂水平、改善心血管系统的健康程度,这些改变由分子水平的基因表达改变所引起。研究还发现,像人体其他很多性状类似,基因在心血管疾病中也占有不轻的比重。

短期的节食、锻炼能改变基因表达已经有很多研究报告,但其长期效应比如生活方式改变后对基因表达的影响是什么样的呢?以前还没有人做,人们只是推测,生活方式的改善能通过改善内皮细胞功能、降低动脉粥样硬化程度,从而降低心血管疾病的发病几率,也就是逆转了患者的心脏病,但不清楚其具体的分子机制。其实过去限制于基因芯片业的发展水平,要研究这个课题几乎是不可能的,因为此课题涉及海量的基因表达测试、筛选。

实验对象
参与该项目者为患有心脏病,或心脏病高危的人,他们积极地通过减重、锻炼和减少压力项目以期减少心血管风险,并试图减少用药数量,避免侵入性治疗,如支架、血管成形术或冠状动脉旁路手术。研究开始时,参与者有心血管疾病或有2个及多个心血管疾病危险因素(高血压、高胆固醇、糖尿病、肥胖或心脏病家族史)。对照组接受初级保健医生提供的标准医疗。患者平均年龄60.3岁(范围44.5-78.4)。项目共有63名参与者和63名年龄、性别和心血管疾病状态相匹配的对照者。

实验方法
生活方式改变项目的内容包括:
•极低脂肪素食(脂肪提供热量<10%)
•180分钟/周中等量的有氧训练
•每天1小时的血压管理
•每周进行小组支持会议

研究者分析了心血管疾病风险减少项目对外周血样中基因表达的影响(基线、12小时和1年)。从参与项目者和对照组中采取血液样本,并对RNA进行分离,然后使用Gene Chip(Affymetrix)人基因组阵列分析哪些基因被打开或关闭。他们分析了约22000个基因。

实验结果
对于生活方式改变项目中的参与者来说,在一年结束时,高血压患病率从41%降到17%,肥胖患病率从60%下降到37%,血脂异常患病率从54%下降到37%。这些参与者每日脂肪吸收戏剧性地减少了60%,体能出现38%改善。这反应为BMI改善9%,甘油三酯下降7%,血压下降7%。

一年生活方式改变项目后,143个基因在表达发生了改变,这些基因有许多涉及到免疫反应。大多数被下调的基因(99%),正是血管炎症数量减少的指标基因。相反,一年结束时,对照组的心血管危险标记物或基因表达的改变很小。

实验分析
从12周到52周,明显改变的基因数量增加了5倍多,这提示,和参与短期活动的患者比,长期保持健康生活方式患者的分子改变可能更大。

基线时(实验前),患者服用79种不同的心血管疾病药物,这可能影响结果。然而,不管研究期间参与者是否接受了新药物治疗,基因表达改变是类似的,故这一潜在干扰被排除。

通过改变生活方式,成功而且持续的基因表达调节对血管系统产生有益效果。可能的分子机制是,健康生活方式通过下调乳铁蛋白和其它动脉粥样硬化发病相关的重要基因,恢复白细胞基因表达谱平衡。

参考文献
Marlene Busko, lead author Dr Darrell L Ellsworth, Heart-Healthy Lifestyle Changes Also Alter Gene Expression, https://www.medscape.com, March 05, 2014

Ellsworth DL, Croft D, Weyandt J, e al. Intensive cardiovascular risk reduction induces sustainable changes in expression of genes and pathways important to vascular function. Circ Cardiovasc Genet 2014.

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