2024年诺贝尔生理学或医学奖,与牛奶有关!

发布日期:2024-10-19 09:14:33   来源 : KetooLab低碳生酮实验室    作者 :Bigbin大彬    浏览量 :252
Bigbin大彬 KetooLab低碳生酮实验室 发布日期:2024-10-19 09:14:33  
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2024年的诺贝尔医学或生理学奖被授予了维克多·安布罗斯(Victor Ambros) 和加里·鲁夫昆 (Gary Ruvkun)两位教授,以表彰他们“发现microRNA以及在转录后基因调控中的作用”的伟大成就[ 1 ]。

microRNA(微小RNA,miRNA)是一类含有 21-23 个核苷酸的小型单链非编码 RNA分子 ,科学家的基因研究表明,miRNA深度参与人类的基因调控和生理功能,没有miRNA,细胞和组织就无法正常发育,但miRNA 的异常调控可能导致癌症,在人类中已发现编码miRNA 的基因发生突变,导致先天性听力丧失、眼部和骨骼疾病等疾病。

这和我们有关系?

说实话,许多诺贝尔奖都和我们普通人没关系,但这个不一样。

因为microRNA和我们的距离非常近,近到你一张嘴就能接触到它,因为所有具有DNA的物质,都携带miRNA,这意味着所有食物,尤其是动物类食物,都含有大量miRNA,然而,普通食物中的miRNA基本上都会被胃酸处理,因此无法造成影响。

但有一种东西除外:牛奶(和所有其他哺乳动物奶)!牛奶中的miRNA被包裹在一种被称为“外泌体”的脂质层中,胃酸无法破坏这层保护膜,因此牛奶中的miRNA可以直接进入人体。

牛奶中的miRNA被包裹在外泌体中,因此不会被胃酸破坏

在一项研究中[ 2 ],5名(3男2女,26-49岁)健康成年人在饮用牛奶后,与基线相比,血液单核细胞中 runt 相关转录因子 2 (RUNX2)(miR-29b 的已知靶标)的表达增加了 31%,这表明牛奶不是一种简单的食物,而是一种强效的可以调节人类基因的生物活性食物化合物,当进行细胞培养皿研究时,科学家再度发现肾细胞的基因活性显著降低了44%,请注意,这项研究仅评估了一个miRNA(miR-29b)对人类基因的影响。而牛奶中与此类似的miRNA,还有许多。

例如,健康人类志愿者在饮用牛奶6小时后,其血浆中牛(bta)-miRNA-21-5p 的浓度比饮用牛奶之前高 100% 以上[ 3 ],牛奶中的miRNA-21与人类miRNA-21的核苷酸序列具有同源性,这表明在吸收后,牛奶中miR-21可以直接参与对人类基因的调控。

迄今为止,我国的科学家已在牛奶中检测到了245个miRNA[ 4 ],我们仅了解其中少数miRNA的具体作用,对绝大多数牛奶中的miRNA仍然不了解其生理影响。然而,从已了解的miRNA来看,都不是什么好消息。

牛奶中排名前7的miRNA分别是:

  • miR-21 (24,137)

  • miR-99a (24,097)

  • miR-148a (16,597)

  • miR-30d (14,089)

  • miR-200c (11,010)

  • miR-26b (6,595)

  • miR-26a (3,376)


已被充分研究的miRNA如下:

miR-29b,其主要生理作用是抑制BACC(支链氨基酸)的分解代谢途径,维持血液高水平的BACC,这样的好处是高水平的BACC可以大幅度激活mTORC1(哺乳动物雷帕霉素靶蛋白1),从而驱动小牛快速生长(出生后44天体重增加一倍,人类需要180天);丹麦研究表明[ 5 ],摄入牛奶而非肉类会导致丹麦青春期男孩的胰岛素抵抗。

请注意,miR-29b是牛奶中的主要microRNA,但并非浓度最高的,根据我国科学家的测定[ 4 ],牛奶中浓度最高的是miR-21(24137份拷贝),这种miRNA在人类母乳中同样存在,但其含量非常之低,miR21的显著生理作用是增强mTORC1信号上游和下游的传导,简而言之,它帮助增强和放大mTORC1介导的促生长作用,这对于刚出生的小牛非常重要,因为小牛需要在尽可能短的时间内发育到独立行走。

miR-21在人类世界广为人知的重要原因是它是一种众所周知的致癌基因,miR-21在所有类型的癌症中都过度表达,并已证明能够促进癌细胞增殖、迁移和存活[ 6 ]。

miRNA-148a在牛奶和人类母乳中的核苷酸序列相同[ 7 ],表明这种miRNA可以对人类产生同样的作用,实现跨物种通讯。现已确定这种miRNA的主要靶点是DNA甲基转移酶1(DNMT1),这是哺乳类动物在出生后表观遗传调控激mTORC1信号传导的关键机制,DNMT1甲基化受损会增加各种发育基因的表达,包括胰岛素、IGF-1(胰岛素样生长因子1)以及脂肪和肥胖相关基因(FTO)的表达。

牛奶对婴儿有促生长作用,这是它最具迷惑性的一点。

在婴儿时期,miRNA-148a抑制DNA甲基转移酶1的作用非常重要,因为它一方面可以让婴儿健康生长,另一方面还可以支持B细胞增殖,以增强婴儿的后天免疫能力,这是正常生长的一部分。因此,当婴儿断奶后,miRNA-148a信号传导生理终止,B细胞增殖下降;然而,如果断奶后孩子继续喝牛奶,则会一直支持B细胞增殖,则后天免疫能力过度,导致免疫系统过于灵敏,这是现在越来越多的孩子容易过敏的原因之一。

成年人持续饮用牛奶,持续摄入牛源的miRNA-148a,会抑制AMPK(AMP活化蛋白激酶)的表达,AMPK是细胞能量感应器,其被抑制会导致细胞进入过度活化(增殖)状态,而细胞功能下降。以β细胞为例,在β细胞中,AMPK信号促进β细胞的线粒体生物发生、向氧化功能的调节,以及β细胞的功能成熟,AMPK被抑制的情况下,β细胞功能失调;因此,在成人中,miRNA-148a与2型糖尿病的进展,糖化血红蛋白 (HbA1c) 升高、HOMA-IR 升高以及高胰岛素血症有关[ 8 ]。

从目前众多的研究来看,牛奶中的miRNA主要生理功能都集中在促生长,通过激活mTORC1促进细胞增殖和发育;这与人类母乳中的miRNA不同,因为人类母乳中的miRNA,除了免疫保护和发育之外,还参与神经调节、促进婴儿大脑的发育[ 9 ],这是人类与其他所有动物的不同支持,即:人类在婴幼儿时优先发育大脑,而其他动物在婴幼儿时优先发育身体。

mTORC1被过度激活是牛奶在人类中发挥生理功能的核心机制之一,断奶后,与长期大量饮用牛奶有关疾病还包括但不限于:月经初潮过早,身体发育过快,青少年痤疮,自身免疫性疾病,过敏,2型糖尿病,胰岛素抵抗,高胰岛素血症,代谢综合征,肥胖,早衰,癌症,神经退行性疾病(如阿尔茨海默、帕金森氏症)等,此内容之前已在下文中讨论:

牛奶,要不要继续喝?

2012年4月1日,114岁的莱拉·爱丽丝·丹马克(Leila Alice Denmark)去世[ 10 ],她是世界上从事儿科医生时间最长的女性,从1928年(30岁)开始儿科医生的工作,到2001年5月(103岁)退休,从事儿科医生职业长达 73 年,她最伟大的成就是共同开发了百日咳疫苗,挽救了数百万儿童的生命。

莱拉·爱丽丝·丹马克医生

作为最有经验的儿科医生,她将自己对育儿的经验写成了两本书,1971年出版的《Every Child Should Have a Chance(每个孩子都应该有机会)》,以及2002年出本的《titled Dr. Denmark Said It!: Advice for Mothers from America's Most Experienced Pediatrician(丹马克博士说了算!:美国最有经验的儿科医生给母亲的建议)》,她认为:

  • 母亲应该坚持用母乳喂养孩子

  • 婴儿断奶后就不应该再喝牛奶

(1993年,第一个miRNA才被维克多·安布罗斯 和加里·鲁夫昆发现,2000年才发现第二个miRNA,因此丹马克博士此时还不了解牛奶危害是由牛奶外泌体中的miRNA主导,但凭着多年儿科医生的经验与直觉以及她自身的科学素养,她敏锐地观察到牛奶很危险)。

此外,她是最早反对成人在儿童身边吸烟和孕妇吸毒的医生之一,她还建议儿童和成人应该吃新鲜水果而不是果汁,并且始终认为白开水是最好的饮料。

她其他的生活智慧还包括:

  • 不要用垃圾食品伤害你的身体

  • 尽力帮助别人(她只对患者收取10美元以下的治疗费用)

  • 糖吃太多不是好事

  • 幽默感对长寿非常重要

  • 托儿所的孩子得不到关注,容易患上很多疾病

  • 我们需要考虑我们吃喝的一切

  • 对儿童的忽视是最大的伤害

以及,我最喜欢的一条:

你必须做的事情就是工作,你喜欢做的事情就是玩耍。

本文10篇参考文献列表(滑动查看)

1,https://www.nobelprize.org/prizes/medicine/2024/press-release/

2024 年诺贝尔生理学或医学奖新闻稿


2,Baier SR, Nguyen C, Xie F, Wood JR, Zempleni J. MicroRNAs are absorbed in biologically meaningful amounts from nutritionally relevant doses of cow milk and affect gene expression in peripheral blood mononuclear cells, HEK-293 kidney cell cultures, and mouse livers. J Nutr. 2014 Oct;144(10):1495-500. doi: 10.3945/jn.114.196436. Epub 2014 Aug 13. PMID: 25122645; PMCID: PMC4162473.

MicroRNA 以生物学上有意义的量从营养相关剂量的牛奶中吸收,并影响外周血单核细胞、HEK-293 肾细胞培养物和小鼠肝脏中的基因表达


3,Wang L, Sadri M, Giraud D, Zempleni J. RNase H2-Dependent Polymerase Chain Reaction and Elimination of Confounders in Sample Collection, Storage, and Analysis Strengthen Evidence That microRNAs in Bovine Milk Are Bioavailable in Humans. J Nutr. 2018 Jan 1;148(1):153-159. doi: 10.1093/jn/nxx024. PMID: 29378054; PMCID: PMC6251634.

RNase H2 依赖性聚合酶链式反应以及样品采集、储存和分析过程中混杂因素的消除进一步证实了牛奶中的 microRNA 可在人体中生物利用


4,Chen X, Gao C, Li H, Huang L, Sun Q, Dong Y, Tian C, Gao S, Dong H, Guan D, Hu X, Zhao S, Li L, Zhu L, Yan Q, Zhang J, Zen K, Zhang CY. Identification and characterization of microRNAs in raw milk during different periods of lactation, commercial fluid, and powdered milk products. Cell Res. 2010 Oct;20(10):1128-37. doi: 10.1038/cr.2010.80. Epub 2010 Jun 15. PMID: 20548333.

不同哺乳期原料乳、市售液体和奶粉产品中微小RNA的鉴定与表征


5,Hoppe C, Mølgaard C, Vaag A, Barkholt V, Michaelsen KF. High intakes of milk, but not meat, increase s-insulin and insulin resistance in 8-year-old boys. Eur J Clin Nutr. 2005 Mar;59(3):393-8. doi: 10.1038/sj.ejcn.1602086. PMID: 15578035.

大量摄入牛奶(而非肉类)会增加 8 岁男孩的 s-胰岛素和胰岛素抵抗


6,Krichevsky AM, Gabriely G. miR-21: a small multi-faceted RNA. J Cell Mol Med. 2009 Jan;13(1):39-53. doi: 10.1111/j.1582-4934.2008.00556.x. PMID: 19175699; PMCID: PMC3823035.

miR-21:一种多功能小RNA


7,Słyk-Gulewska P, Kondracka A, Kwaśniewska A. MicroRNA as a new bioactive component in breast milk. Noncoding RNA Res. 2023 Jul 11;8(4):520-526. doi: 10.1016/j.ncrna.2023.06.003. PMID: 37520770; PMCID: PMC10371784.

MicroRNA 作为母乳中的新生物活性成分


8,Melnik BC. Lifetime Impact of Cow's Milk on Overactivation of mTORC1: From Fetal to Childhood Overgrowth, Acne, Diabetes, Cancers, and Neurodegeneration. Biomolecules. 2021 Mar 9;11(3):404. doi: 10.3390/biom11030404. PMID: 33803410; PMCID: PMC8000710.

牛奶对 mTORC1 过度激活的终生影响:从胎儿到儿童期的过度生长、痤疮、糖尿病、癌症和神经退行性疾病


9,Freiría-Martínez, L.; Iglesias-Martínez-Almeida, M.; Rodríguez-Jamardo, C.; Rivera-Baltanás, T.; Comís-Tuche, M.; Rodrígues-Amorím, D.; Fernández-Palleiro, P.; Blanco-Formoso, M.; Diz-Chaves, Y.; González-Freiria, N.; et al. Human Breast Milk microRNAs, Potential Players in the Regulation of Nervous System. Nutrients 2023, 15, 3284. https://doi.org/10.3390/nu15143284

人类母乳中的 microRNA,可能参与神经系统的调节


10,Shaw, Brian. "Leila Denmark." New Georgia Encyclopedia, last modified Apr 12, 2021. https://www.georgiaencyclopedia.org/articles/science-medicine/leila-denmark-1898-2012/

“Leila Denmark。”新乔治亚百科全书


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