抗癌抗衰的西蓝花,背后的“无名英雄”竟是它……
原标题:抗癌抗衰的西蓝花,背后的“无名英雄”竟是它……
很多人都知道,因富含蛋白质、维生素和矿物质,西蓝花被誉为“蔬菜皇冠”。然而,成为“最健康的十字花科”的西蓝花,背后究竟有何来头?为了解开谜题,孜孜不倦的科学家们,又背着“一箩筐”研究成果“掉书袋”了……
要说时下最火的健康食物,十字花科蔬菜怎么能没有姓名?以“西兰花抗癌”为首的朋友圈文章告诉我们,可供食用的十字花科植物主要有西兰花、卷心菜、甘蓝、白菜、油菜、芥兰、荠菜和各种萝卜……这些蔬菜除了一律被打上“防癌”的标签外,还各自具有增强免疫、保护心血管、延缓衰老等等保健作用。
笔者也很是心动:别人在朋友圈发“最健康的十字花科”,我在朋友圈发“十字花科为什么健康”,听上去多有范?
不查不知道,它们背后竟然蕴藏着一个重要的信号通路……
一、Nrf2信号通路简介
我们已经介绍过AMPK、mTOR、FOXO、sirts等种种信号通路,它们在我们体内扮演着重要的角色,也是抗衰老研究的热点,Nrf2又是何方神圣呢?简单来说,Nrf2是体内重要的转录因子,能够激活超过250个具有保护功能的基因,介导着体内最重要的抗氧化通路。
见识过基因疗法、人工智能等高大上手段的读者可能不拿抗氧化当抗衰老,但蚊子再小也是肉嘛,根据衰老的自由基理论,当自由基的产生与清除的平衡被打破时,会攻击细胞膜、线粒体和DNA,扰乱细胞正常运作,因此过量并失去控制的自由基对我们的健康还是不利的。况且,Nrf2还有这些卖点:
1.与“一换一”式的VC、VE、辅酶Q10等抗氧化剂相比,Nrf2调控的是整体抗氧化信号网络,这意味着它能调控体内一系列抗氧化蛋白(SOD、CAT、GSH等等)的表达,提高细胞的抗氧化能力,抗氧化效率不可同日而语。
2.Nrf2还参与解毒、抑制炎症、调节代谢、辐射保护等重要过程,可以将细胞应激的各个方面转化为适应性的细胞保护反应,帮助细胞在压力下存活。例如当细胞需要抵御外源性有毒物质时,Nrf2可以上调谷胱甘肽S转移酶,发挥解毒作用[1] 。
二、Nrf2的分子调控
若想发挥种种功能,Nrf2首先需要被激活。
在正常生理条件下,Nrf2被其抑制剂Keap1蛋白锚定在细胞质中,后者作为E3泛素连接酶复合物的作用底物,能够促使nrf2发生泛素化且被蛋白酶体快速降解,因此Nrf2的表达量非常低[2]。
当细胞受氧化应激或其他条件刺激时,多种调节方式能够促进Nrf2的表达:
1、经典的Keap1-Nrf2-ARE模式
活性氧抑制Keap1与水解酶的活性,促使NRF2从KEAP1解离并快速转位进入细胞核,与MAF蛋白形成异二聚体,结合在DNA的ARE序列上,激活相关基因的转录[3]。
2、Nrf2自身激活
Nrf2 的基础骨架和亮氨酸拉链区域分别含有1个核定位信号和1个核输出信号,Neh5区域上含有1个氧化敏感的核输出信号,表明Nrf2可能自发的响应外界信号,非Keap1 依赖地入核执行转录功能[4]。
3、p21、p62正调控Nrf2
p21(一种协调细胞周期的蛋白)与Keap1竞争结合Nrf2,抑制Keap1依赖的Nrf2泛素化途径,导致Nrf2蛋白水平上调[5]。p62 (一种泛素结合蛋白)是细胞内源性的Nrf2 诱导剂,对调控Nrf2 依赖的蛋白质合成、自噬相关蛋白质降解、维持蛋白质稳态起着重要的作用[6]。
4、原癌基因上调Nrf2基因转录
原癌基因K-Ras,B-Raf 和Myc通过Mek-Erk-Jun信号通路激活Nrf2 转录,并增强Nrf2 蛋白质稳定性,由此激活Nrf2 的抗氧化程序[7]。
表达量增加的Nrf2随后与DNA反应元件如抗氧化反应元件(AREs)和亲电子反应元件(EPRES)结合,调节基因的表达,诱导广泛的生物学效应。
三、Nrf2的生理功能
抗氧化、抗炎、解毒、修复DNA、调节代谢、促进自噬……由于Nrf2是一种多功能转录因子,被激活后也具有非常广泛的生理效应,这里我们就不一一列举啦,Nrf的主要靶基因及其生理功能整理如下:
Nrf的主要靶基因及其生理功能(带有向下箭头的是受Nrf2下调的基因)Nrf2活性的上调也能改善多种慢性病如代谢类疾病、呼吸道疾病、胃肠道疾病、心血管疾病和神经退行性疾病。这些看上去八竿子打不着的疾病都有着能让细胞免受内外损伤的Nrf2开关。
有些人可能会问了:西兰花最大的卖点不是抗癌么?——这里必须指出,Nrf2在癌症中的作用仍然是未知的,它被认为既是肿瘤抑制因子,也是肿瘤促进因子。一方面,Nrf2 的靶基因是DNA修复、外源性物质代谢的关键介质,在预防癌症启动和防止致癌物质蓄积方面发挥重要作用;另一方面,癌细胞可通过增强Nrf2活性为自己营造更利于生存的环境,从而增加存活率,因此Nrf2也是抗癌药物的重要指标[8]。
p.s癌细胞就是这么厉害,一切有利于健康的手段都能为它们所用,这点我们在以前的文章中已经讨论过很多次。但咱们也不用过于担心,因噎废食哦。
四、Nrf2的激活
作为一种看不见摸不着的转录因子,大家最关心的当然还是它的激活方式。上文说到, Nrf2一般处于“消极怠工”的状态,只有在低水平的氧化压力刺激下,经“Keap1松开束缚→Nrf2入核→Nrf2与ARE结合→激活相关基因转录”这一过程,才能在基因和蛋白层面发挥作用。
什么是低水平的压力环境呢?运动与热量限制已经不用笔者多说了吧……
除了管住嘴、迈开腿,我们日常饮食中的不少活性物质都能激活Nrf2,如植物多酚、萜类、有机硫化物、n-3多不饱和脂肪酸、类胡萝卜素等等。相对来说,从西兰花等十字花科蔬菜中发现的萝卜硫素(异硫氰酸酯,SFN)对Nrf2的激活作用最显著。
不过科学家也说了,如果想靠吃西兰花获得潜在的健康益处,每天必须吃近6斤,而且得生吃……