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日常生活中,一喝酒就脸红的人不在少数。那么,喝酒脸红的原因是什么呢?其实,这是基因(ALDH2)突变造成的,这种突变会显著提高患冠状动脉疾病(CAD)的风险。全球约有8%的人携带这种基因突变,且主要集中于东亚人种,包括中日韩。约有36%的东亚人喝酒会脸红,因此被称为“亚洲红”。ALDH2造成的CAD并非无药可救,科学家发现可通过恩格列净进行预防和治疗。
一喝酒就脸红:基因突变影响了酒精代谢
明明才喝一小杯,也没有醉的感觉,但就会满脸通红,感觉像是过敏,可能还会被朋友调侃怎么酒量这么差。其实,这种症状被称作酒精脸红反应(Alcohol flush reaction)或亚洲红脸症(Alcohol flushing syndrome,简称AFS),简称亚洲红脸(Asian flush)。AFS是酒精代谢过程中出现故障,导致出现“中毒”的一种表现。由于这种先天的不足,AFS人员应尽量少饮酒。
图1 AFS酒精代谢过程
一般人在饮酒后,酒精会被体内的乙醇脱氢酶(Alcohol dehydrogenases,简称ADH)分解成乙醛。乙醛会被乙醛脱氢酶(Aldehyde dehydrogenase 2,简称ALDH2)进一步分解成乙酸。在此过程中,产生的中间产物乙醛具有生物毒性,为一级致癌物。所幸身体里的ALDH2能够将乙醛代谢掉,转化为无毒的乙酸,并***终分解为二氧化碳和水。一喝酒就脸红的人就是缺乏ALDH2,而使乙醛在体内堆积,造成脸红、心跳加快、头痛和恶心反胃的症状。喝酒会脸红的人,除了脸红之外,颈部、肩膀甚至全身,也可能会发红。
ALDH2是酒精代谢第二步中的关键酶,对于解毒有毒醛类至关重要。喝酒脸红的人携带ALDH2基因突变(ALDH2*2),该突变导致ALDH2基因上E504K位置的谷氨酸被赖氨酸取代,改变底物进入ALDH2催化活性位点,使ALDH2酶活性降低,无法快速分解乙醛。此外,ALDH2*2通过增加内皮细胞的氧化应激和炎症,导致人体血管功能受损,与多种神经疾病、心血管病、皮肤病、药物代谢异常和不同类型的癌症相关。
ALDH2基因突变诱导内皮障碍,增加CAD风险
冠状动脉疾病(CAD)是一种由多种遗传和环境因素相互作用引起的复杂疾病,而饮酒是CAD的危险因素。尽管在对非亚裔个体的研究中乙醇不是导致CAD的主要因素,但东亚人种的高ALDH2*2携带,意味着它可能对亚裔有重大影响。因此,确定ALDH2*2和饮酒对CAD的综合影响,来制定预防策略对降低ALDH2*2携带者的CAD风险至关重要。
就CAD而言,内皮细胞(EC)是血管壁的重要组成部分,通过调节血管张力和结构在维持心血管稳态中发挥关键作用。EC功能障碍与多种人类心血管疾病有关,是导致CAD的主要原因。ALDH2*2可增加血管炎症,从而与EC功能障碍相关。然而,ALDH2*2诱导的EC功能障碍的详细机制仍不清楚。
1月25日,斯坦福大学研究团队在Science Translational Medicine上发表了题为“SGLT2 inhibitor ameliorates endothelial dysfunction associated with the common ALDH2 alcohol flushing variant ”的研究成果。该研究表明,导致喝酒后面部发红的ALDH2基因突变通过诱导EC功能障碍,增加CAD风险。此外,已获得FDA批准上市的药物SGLT2抑制剂Empagliflozin(恩格列净,2型糖尿病药物)能够预防和治疗ALDH2基因突变相关的EC功能障碍。
图2 研究成果
研究人员在日本生物银行的一项大型全基因组关联研究(GWAS)中发现,ALDH2*2是与CAD相关的***强的单核苷酸多态性之一;内皮功能的临床评估表明,携带ALDH2*2的人类参与者在轻度饮酒后表现出血管舒张功能受损;使用人类诱导的多能干细胞衍生的ECs(iPSC-ECs)和CRISPR-Cas9校正的ALDH2*2 iPSC-ECs,研究人员在体外模拟了ALDH2*2诱导的EC功能障碍,证明了氧化应激和炎症标志物的增加以及一氧化氮(NO)生成和血管形成能力的降低,且乙醇暴露进一步加剧了这种情况;随后发现,SGLT2i(如:恩格列净)可减轻ALDH2*2相关的EC功能障碍;对ALDH2*2敲入小鼠的研究进一步证明,恩格列净可减轻体内ALDH2*2介导的血管功能障碍;从机制上讲,恩格列净抑制Na+/H+交换器1(NHE-1)功能,并激活AKT激酶和内皮NO合酶(eNOS)通路,以改善ALDH2*2诱导的EC功能障碍。
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