文本gydF4y2Ba

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内源性组蛋白去乙酰化酶抑制剂3-羟基丁酸盐对人结直肠Caco-2上皮细胞FOXO3A mRNA表达的影响:对电场治疗表观遗传机制的洞察gydF4y2Ba

Yuzo Nakagawa-YagigydF4y2Ba

日本东京涩谷区富谷1区37-5号博州健康科学研究所,151-0063gydF4y2Ba

电子邮件:gydF4y2Bayagi@hakuju.co.jpgydF4y2Ba

Hara欲之gydF4y2Ba

日本东京涩谷区富谷1区37-5号博州健康科学研究所,151-0063gydF4y2Ba

Hidenori TsuboigydF4y2Ba

Acel, Inc., si -1 1201,5-4-21,西桥本,Midori-ku,相模原,神奈川252-0131,日本gydF4y2Ba

Junji安gydF4y2Ba

人类代谢组技术公司,246-2 Mizukami Kakuganji,鹤冈,山形997-0052gydF4y2Ba

Akikuni HaragydF4y2Ba

日本东京涩谷区富谷1区37-5号博州健康科学研究所,151-0063gydF4y2Ba

DOI:10.15761 / IMM.1000241gydF4y2Ba

文章gydF4y2Ba
条信息gydF4y2Ba
作者信息gydF4y2Ba
数字和数据gydF4y2Ba

摘要gydF4y2Ba

3-Hydroxybutyrate (gydF4y2BabetgydF4y2Ba-羟基丁酸或3-HBA)是一种脂质衍生的小分子,在禁食期间作为能量载体,内源性组蛋白去乙酰化酶(HDAC)抑制剂。在这里,我们使用定量毛细管电泳-飞行时间质谱(CE-TOFMS)报告了健康人体暴露于单一30分钟高压电势(HELP)前和后的血浆样品中3-HBA的浓度。HELP暴露(4.5 kV/电极+ 4.5 kV/电极)后2-和3-HBA显著上调,而低强度暴露(2.25 kV/电极+ 2.25 kV/电极)后无显著上调。2-羟基丁二酸酯、2-羟基三羟丙酸酯、2-氧丙酸酯或ATP的浓度没有影响。因为已知3-HBA可诱导叉头盒O3a (gydF4y2BaFoxo3a.gydF4y2Ba),我们进一步证实gydF4y2BaFOXO3AgydF4y2Ba3-HBA处理人结直肠腺癌Caco-2细胞系的mRNA表达上调。在上述条件下,3-HBA处理对P3 (gydF4y2BaFOXP3gydF4y2Ba)或defensingydF4y2BabetgydF4y2Ba132 (gydF4y2BaDEFB132gydF4y2Ba)mRNA表达。类似的变化gydF4y2BaFOXO3AgydF4y2Ba用4-苯基丁酸钠(4-PBA)或trichostatin A (TSA)代替3-HBA获得mRNA表达。我们的发现为电场(EF)治疗的表观遗传机制提供了新的见解。gydF4y2Ba

关键字gydF4y2Ba

3-羟基丁酸酯,HDAC抑制剂,FOXO3A, Caco-2细胞,电场治疗gydF4y2Ba

缩写gydF4y2Ba

ATP:三磷酸腺苷;CE-TOFMS:毛细管电泳-飞行时间质谱;DEFB132: defensingydF4y2BabetgydF4y2Ba132;DMSO:二甲亚砜;英孚:电场;FOXO3A:叉头盒O3a;FOXP3:叉头盒P3;GPR: G蛋白偶联受体;3-HBA: 3-hydroxybutyrate;HDAC:组蛋白脱乙酰酶;帮助:高压电势;HMDB:人类代谢组数据库; 4-PBA: sodium 4-phenylbutyrate; qRT-PCR: quantitative real-time polymerase chain reaction; TCA: tricarboxylic acid; and TSA: trichostatin A.

介绍gydF4y2Ba

日本厚生劳动省(Ministry of Health, Labour and Welfare)批准了一种将人体暴露于高压电势(HELP)中的治疗装置[1-12]。高压电场(EF)疗法已被报道为一种有效治疗肩僵、头痛、失眠和慢性便秘的方法[1-9]。关键介质,如信号代谢物和肽激素,已经被建议作为候选分子,代表症状和电致靶蛋白之间的界面[10-12]。我们之前证明,在非靶向代谢组学检测到的161个代谢物中,HELP暴露(9 kV/电极+ 9 kV/电极,30分钟)后最显著的变化包括几个脂源性信号分子,如脂肪酸酰胺油酰乙醇酰胺和棕榈酰乙醇酰胺[10]。此外,我们还确定了亚油酸(18:2n-6)衍生的羟基脂肪酸,如9-羟基十八碳二烯酸和13-羟基十八碳二烯酸对健康受试者[12]单次HELP暴露(9 kV/电极+ 9 kV/电极,30分钟)敏感。Shimazu最近的一项研究gydF4y2Baet al。gydF4y2Ba报道一种脂源性分子3-HBA诱导HEK293细胞[13]组蛋白超乙酰化。3-HBA是一种内源性饮食限制(DR)模拟分子,可延长人的寿命gydF4y2Ba秀丽隐杆线虫gydF4y2Ba[14]。在DR模拟化合物的研究中,已经获得了大量表观遗传修饰引起寿命延长的证据,如含有Jumonji结构域的蛋白2A组蛋白去甲基化酶、赖氨酸特异性组蛋白去甲基化酶1 (LSD1)和HDAC[16-22]。岛津的观察gydF4y2Baet al。gydF4y2Ba引导我们使用CE-TOFMS分析[13]研究HELP暴露对3-HBA定量浓度的影响。在这里,我们报道了HELP暴露(4.5kV/电极+ 4.5kV/电极,30分钟)可上调3-HBA。因为据报道用3-HBA治疗会引起gydF4y2BaFoxo3a.gydF4y2Ba在小鼠肾脏中的表达[13],我们还研究了3-HBA的影响gydF4y2BaFOXO3AgydF4y2Ba人结直肠腺癌Caco-2细胞系的mRNA表达。gydF4y2Ba

材料和方法gydF4y2Ba

EF暴露gydF4y2Ba

用于EF暴露的系统已在前面描述过[1-12]。简单地说,EF系统配备了一个变压器、一个座椅和两个绝缘体覆盖的电极。一个电极被放置在与受试者脚相连的地板上,而另一个电极被放置在受试者头部上方。由HELP仪器生成的EF (Healthtron Hb9000T;日本东京白州健康科学研究所(Hakuju Institute for Health Science Co., Ltd., Japan, Tokyo)是通过在9kv电压下转换50hz交流电而统一创建的。这种供人使用的系统的安全性是由日本政府在1963年确定的。gydF4y2Ba

主题gydF4y2Ba

10名健康成人[6男4女;平均年龄44.4±3.1岁;平均体重指数(BMI): 22.3±1.0 kg/mgydF4y2Ba2gydF4y2Ba]参加实验1(暴露条件:4.5kV /电极+ 4.5kV /电极,30分钟)。十名健康成人(6名男性和4名女性;平均年龄,43.4±3.6岁;平均BMI,24.3±1.3千克/米gydF4y2Ba2gydF4y2Ba)参与实验二(暴露条件:2.25 kV/电极+ 2.25 kV/电极,30分钟)。所有的实验都在早上进行,所有的参与者在收到关于研究的口头和书面信息后都签署了一份知情同意书。所有实验都是按照《赫尔辛基宣言》进行的,研究方案得到了日本东京白州健康科学研究所人类伦理委员会的批准。gydF4y2Ba

等离子体的准备gydF4y2Ba

用乙二胺四乙酸(VP-NA070K;Terumo公司,东京,日本),并立即在800倍离心gydF4y2BaggydF4y2Ba5分钟将血浆与其他细胞材料分离。然后将血浆转移到新鲜的Eppendorf管中并储存在-80℃直至加工。gydF4y2Ba

CE-TOFMS测量gydF4y2Ba

代谢产物的测定如前所述[10]。简单地说,将50µL血浆加入到450µL含内标物的甲醇中(溶液ID: H3304-1002;人类代谢组技术,鹤冈,日本)在0°C灭活酶。提取液与500µL的氯仿和200µL的milliq水充分混合,2,300 x离心gydF4y2BaggydF4y2Ba然后,通过Millipore 5- kda截止过滤器(Millipore Corporation, Billerica, MA, USA)离心过滤上层水层的350µL,去除蛋白质。滤液离心浓缩后再悬浮于50µL的milliq水中进行CE-MS分析。系统使用安捷伦G2201AA ChemStation软件版本B.03.01 for CE(安捷伦技术)进行控制。gydF4y2Ba

LC-TOFMS测量gydF4y2Ba

将500µL的血浆加入到1500µL含1-%甲酸/乙腈的内标溶液(溶液ID: H3304-1002, Human Metabolome Technologies)中,在0°C下灭活酶。溶液彻底混合并以2,300 x离心gydF4y2BaggydF4y2Ba上清液用混合SPE磷脂盒(55261-U;Supelco, Bellefonte, PA, USA)去除磷脂。滤液干燥后溶于100µL异丙醇/ milliq水进行LC-MS分析。LC- tofms使用安捷伦LC系统(安捷伦1200系列RRLC系统SL),配备安捷伦6230 TOF质谱仪(安捷伦技术,瓦尔德波隆,德国)。系统使用安捷伦G2201AA ChemStation软件版本B.03.01 for CE(安捷伦技术)进行控制。阳离子和阴离子化合物用十八烷基硅烷色谱柱(2 × 50 mm, 2µM)[10]测定。利用MasterHands自动集成软件(日本鹤冈庆应大学)获取峰的信息,包括gydF4y2Bam / zgydF4y2BaLC-TOFMS测量的保留时间(RT)和峰面积。已知代谢物的同位素、加合离子和其他离子对应的信号峰被排除。根据MT/RT和HMT代谢物数据库中的推测代谢物对其余峰进行注释gydF4y2Bam / zgydF4y2Ba值由TOFMS确定。MT的峰注释的公差范围为±0.5 min, MT的峰注释的公差范围为±10 ppmgydF4y2Bam / zgydF4y2Ba.此外,峰面积根据内部标准归一化,得到的相对面积值进一步由样本量归一化。gydF4y2Ba

定量实时聚合酶链反应(QRT-PCR)gydF4y2Ba

人工上皮结直肠直肠直肠-2细胞(Riken BRC,Tsukuba,日本)在MEM培养基(Nacalai Tesque,京都,日本)培养,补充有0.1毫米NEAA(Thermo Fisher Scientific,Waltham,Ma,USA),青霉素 - 链霉素(NacalaiTesque,京都,日本)和20%胎牛血清(Nichirei Biosciences,东京,日本)。简而言之,5×10gydF4y2Ba3.gydF4y2Ba细胞接种于I型胶原涂层96孔培养板(Corning, NY, USA)。4天后,将培养基更换为含dl -3-羟基丁酸钠的新鲜培养基。qRT-PCR方法如前所述[10,18]。使用RNeasy Plus Micro Kit (Qiagen, Valencia, CA, USA)从菌丝片段中分离总RNA(1µg),然后使用定量逆转录试剂盒(Qiagen, Valencia, CA, USA)进行反转录,引物如下:FOXO3A-F, TCA ATC AGA ACT TGC TCC ACC A;Foxo3a-r, gga CTC act caa cat GTT g;Foxp3-f, gaa aac agc aca TTC cca gag TTC;Foxp3-r, atg GCC cag CGG atg ag;Defb132-f, GGT GGG tca aaa TGT GTG agt;Defb132-r, GCT GTG gta GGT cag GCT tc;Gapdh-f, cat CCC TGC CTC tac TGG CGC TGC c; and GAPDH-gydF4y2BaR;CCA GGA TGC CCT TGA GGG GGC CCT C.所有qRT-PCR反应使用SYBR Premix EX Tag (Takara Bio Inc., Otsu, Japan)进行。扩增和检测在以下条件下进行:95°C(10秒)和60°C(30秒),40个循环。根据公式2计算褶皱感应值gydF4y2Ba∆∆gydF4y2BaCt,显示目标基因与甘油醛3-磷酸脱氢酶2 (gydF4y2BaGAPDH2gydF4y2Ba)gydF4y2Ba,ΔCt表示对照和治疗组之间的相对差异。gydF4y2Ba

化学物质gydF4y2Ba

dl -3-羟基丁酸钠购自日本东京化学工业公司。4-苯基丁酸钠购自Sigma-Aldrich公司(St. Louis, MO, USA)。Trichostatin A购自日本大阪Wako Pure Chemical公司。gydF4y2Ba

统计分析gydF4y2Ba

数据使用Welch的方法进行分析gydF4y2BatgydF4y2Ba以及。一个gydF4y2BapgydF4y2Ba-值< 0.05认为有统计学意义。gydF4y2Ba

结果gydF4y2Ba

HELP暴露对健康人血浆中3-HBA及相关代谢物浓度的影响gydF4y2Ba

我们使用定量CE-TOFMS分析评估了10名健康受试者血浆中的3-HBA。HELP暴露(4.5 kV/电极+ 4.5 kV/电极,30分钟)显著提高了3-HBA的血浆浓度(62.3±12.8)gydF4y2BavsgydF4y2Ba.38.6±4.0µm,gydF4y2BapgydF4y2Ba= 0.039)和2-HBA(44.6±5.9)gydF4y2Bavs。gydF4y2Ba34.4±3.9µm,gydF4y2BapgydF4y2Ba= 0.004)相比,暴露水平(表1和图1)。在这种情况下,帮助暴露(4.5 kV /电极+ 4.5 kV /电极,30分钟)不影响2-hydroxybutanedioate的浓度,2-hydroxytricarballylate, 2-oxopropanoate,或ATP(表1和图1)。此外,我们研究了EF强度对3-HBA和2-HBA浓度的影响。较低强度的HELP暴露(2.25 kV/电极+ 2.25 kV/电极,30分钟)不影响3-HBA、2-HBA、2-羟基丁酸盐、2-羟基三羧酸盐、2-氧丙酸盐或ATP的浓度(表1)。gydF4y2Ba

表格1。gydF4y2BaHELP暴露(30分钟)对健康人血浆中3-HBA及其相关代谢物的影响gydF4y2Ba

代谢物gydF4y2Ba(gydF4y2Ba米gydF4y2Ba米)gydF4y2Ba

前gydF4y2Ba

后gydF4y2Ba

比gydF4y2Ba

pgydF4y2Ba价值gydF4y2Ba

HMDB ID.gydF4y2Ba

平均值±SEgydF4y2Ba

平均值±SEgydF4y2Ba

前/后gydF4y2Ba

4.5 kV/电极+ 4.5 kV/电极工况(n=10)gydF4y2Ba

3-Hydroxybutyrate (3gydF4y2Ba-gydF4y2BaHBA)gydF4y2Ba

HMDB00357gydF4y2Ba

38.6±4.0gydF4y2Ba

62.3±12.8. 

1.61gydF4y2Ba

0.039 *gydF4y2Ba

2-Hydroxybutyrate (2-HBA)gydF4y2Ba

HMDB00008gydF4y2Ba

34.4±3.9gydF4y2Ba

44.6±5.9gydF4y2Ba

1.30gydF4y2Ba

0.004 **gydF4y2Ba

2-Hydroxybutanedioate 

HMDB00744gydF4y2Ba

7.32±0.47gydF4y2Ba

6.61±0.59gydF4y2Ba

0.90gydF4y2Ba

0.276gydF4y2Ba

2-Hydroxytricarballylate 

HMDB00094gydF4y2Ba

173±9gydF4y2Ba

171±9. 

0.99gydF4y2Ba

0.804gydF4y2Ba

2-OxopropanoategydF4y2Ba

HMDB00243gydF4y2Ba

120±8gydF4y2Ba

117±8 

0.97gydF4y2Ba

0.639gydF4y2Ba

atp.gydF4y2Ba

HMDB00538gydF4y2Ba

15.5±1.5gydF4y2Ba

12.2±1.8gydF4y2Ba

0.78gydF4y2Ba

0.107gydF4y2Ba

2.25 kV/电极+ 2.25 kV/电极工况(n=10)gydF4y2Ba

3-Hydroxybutyrate (3-HBA)gydF4y2Ba

HMDB00357gydF4y2Ba

41.8±4.4gydF4y2Ba

53.4±14.3gydF4y2Ba

1.28gydF4y2Ba

0.429gydF4y2Ba

2-Hydroxybutyrate (2-HBA)gydF4y2Ba

HMDB00008gydF4y2Ba

  35.6 ± 3.4

41.4±5.1 

1.16gydF4y2Ba

0.063gydF4y2Ba

2-Hydroxybutanedioate 

HMDB00744gydF4y2Ba

7.63±0.57gydF4y2Ba

7.72±0.44gydF4y2Ba

1.01gydF4y2Ba

0.882gydF4y2Ba

2-HydroxytricarballylategydF4y2Ba

HMDB00094gydF4y2Ba

189±9gydF4y2Ba

187±9.gydF4y2Ba

0.99gydF4y2Ba

0.753gydF4y2Ba

2-OxopropanoategydF4y2Ba

HMDB00243gydF4y2Ba

134±6gydF4y2Ba

135±9gydF4y2Ba

1.01gydF4y2Ba

0.901gydF4y2Ba

atp.gydF4y2Ba

HMDB00538gydF4y2Ba

10.3±1.5gydF4y2Ba

8.8±1.0gydF4y2Ba

0.85gydF4y2Ba

0.328gydF4y2Ba

*表示显著差异(*gydF4y2BapgydF4y2Ba<0.05,**gydF4y2BapgydF4y2Ba<0.01,gydF4y2BatgydF4y2Ba以及)。gydF4y2Ba

图1所示。健康人HELP暴露30min前后血浆CE-TOFMS分析gydF4y2Ba
健康人血浆中典型的3-HBA (a)或2-氧丙酸(b)峰。采用CE-TOFMS检测3-HBA和2-氧丙酸。图中为处理前(蓝色,n=10)和处理后(红色,n=10)样品的重叠电泳图。gydF4y2Ba

3-HBA的改变可能会导致血浆脂肪酸水平[14]的平行增加;因此,我们还通过LC-TOFMS分析,研究了HELP暴露30分钟对10名健康受试者血浆中脂肪酸的影响。脂肪酸[棕榈烯酸、油酸、亚油酸、FA(22:5)、亚麻酸、gydF4y2Ba独联体gydF4y2Ba4、7、10、13、16日19-docosahexaenoic酸,和gydF4y2Ba独联体gydF4y2Ba-8,11,14-二十碳三烯酸]在HELP暴露(4.5 kV/电极+ 4.5 kV/电极)前后(表2)gydF4y2Ba独联体gydF4y2Ba-5,8,11,14,17-二十碳五烯酸、花生四烯酸或月桂酸(表2)。较低强度的HELP暴露(2.25 kV/电极+ 2.25 kV/电极)对棕榈油酸、油酸、亚油酸、FA(22:5)、亚麻酸、gydF4y2Ba独联体gydF4y2Ba-4,7,10,13,16,19-二十二碳六烯酸,gydF4y2Ba独联体gydF4y2Ba5、8、11、14 17-eicosapentaenoic酸,gydF4y2Ba独联体gydF4y2Ba-8,11,14-二十碳三烯酸,花生四烯酸或月桂酸(表2)。gydF4y2Ba

表2。gydF4y2BaHELP暴露(30分钟)对健康人血浆中脂肪酸的影响gydF4y2Ba

脂肪酸gydF4y2Ba

4.5 kV + 4.5 kVgydF4y2Ba

2.25 kV + 2.25 kVgydF4y2Ba

比gydF4y2Ba

pgydF4y2Ba价值gydF4y2Ba

比gydF4y2Ba

pgydF4y2Ba价值gydF4y2Ba

n = 10gydF4y2Ba

n = 10gydF4y2Ba

9 -十六碳烯酸  

2.07gydF4y2Ba

0.012 *gydF4y2Ba

1.43gydF4y2Ba

0.160gydF4y2Ba

油酸    

1.87gydF4y2Ba

0.009 **gydF4y2Ba

1.42gydF4y2Ba

0.143gydF4y2Ba

亚油酸gydF4y2Ba

1.83gydF4y2Ba

0.013 *gydF4y2Ba

1.30gydF4y2Ba

0.216gydF4y2Ba

FA (22:5)               

1.80gydF4y2Ba

0.035 *gydF4y2Ba

1.46gydF4y2Ba

0.133gydF4y2Ba

亚麻酸gydF4y2Ba

1.80gydF4y2Ba

0.015 *gydF4y2Ba

1.29gydF4y2Ba

0.310gydF4y2Ba

独联体gydF4y2Ba-4,7,10,13,16,19-二十二碳六烯酸gydF4y2Ba

1.63gydF4y2Ba

0.041 *gydF4y2Ba

1.35gydF4y2Ba

0.170gydF4y2Ba

独联体gydF4y2Ba5、8、11、14 17-Eicosapentaenoic酸gydF4y2Ba

1.55gydF4y2Ba

0.092gydF4y2Ba

1.30gydF4y2Ba

0.197gydF4y2Ba

独联体gydF4y2Ba-8,11,14-己二辛酸gydF4y2Ba

1.55gydF4y2Ba

0.032 *gydF4y2Ba

1.30gydF4y2Ba

0.170gydF4y2Ba

花生四烯酸gydF4y2Ba

1.55gydF4y2Ba

0.059gydF4y2Ba

1.25gydF4y2Ba

0.268gydF4y2Ba

月桂酸gydF4y2Ba

1.14gydF4y2Ba

0.053gydF4y2Ba

0.92gydF4y2Ba

0.386gydF4y2Ba

*表示显著差异(*gydF4y2BapgydF4y2Ba<0.05,**gydF4y2BapgydF4y2Ba<0.01,gydF4y2BatgydF4y2Ba以及)。gydF4y2Ba

3-HBA治疗的影响gydF4y2BaFOXO3AgydF4y2Ba人结直肠腺癌Caco-2细胞的mRNA表达gydF4y2Ba

已知3-HBA可诱导抗氧化应激基因的上调,如gydF4y2BaFoxo3a.gydF4y2Ba,小鼠[13]。因此,我们检查了3-HBA处理对gydF4y2BaFOXO3AgydF4y2Ba使用QRT-PCR的mRNA(图2a)。在人的上皮结直肠癌中Caco-2细胞系中,3​​-HBA产生剂量依赖性增加gydF4y2BaFOXO3AgydF4y2BamRNA表达量(3-HBA-2.4 mM: 1.42倍,gydF4y2BapgydF4y2Ba= 0.063;3 - hba - 9.6毫米:1.68倍,gydF4y2BapgydF4y2Ba= 0.007)。gydF4y2Ba

确定3-HBA的特异性gydF4y2BaFOXO3AgydF4y2Ba,我们检查了3-HBA的影响gydF4y2BaFOXP3gydF4y2Ba或者gydF4y2BaDEFB132gydF4y2BamRNA表达。3-HBA没有影响gydF4y2BaFOXP3gydF4y2Ba或者gydF4y2BaDEFB132gydF4y2BaCaco-2细胞中mRNA的表达(图2b-c)。gydF4y2Ba

我们还确定了众所周知的HDAC抑制剂,如4-PBA和TSA,是否模拟了3-HBA在Caco-2细胞中的作用。如图2d所示,qRT-PCR分别显示了大约4.0倍和2.6倍的增长gydF4y2BaFOXO3AgydF4y2Ba4-PBA (10 mM)和TSA(3µM)处理后mRNA的表达。gydF4y2Ba

图2。3-HBA的影响gydF4y2BaFOXO3AgydF4y2Ba人结直肠腺癌Caco-2细胞系的mRNA表达。gydF4y2Ba
中存在的分析gydF4y2BaFOXO3AgydF4y2Ba(一),gydF4y2BaFOXP3gydF4y2Ba(b)gydF4y2BaDEFB132gydF4y2Ba(c)用3-HBA处理的CaCO-2细胞中的mRNA 24小时。(d)TSA(3μm)和4-PBA(10 mm)的影响gydF4y2BaFOXO3AgydF4y2BamRNA表达。结果显示为平均值±SEM(n = 10)。gydF4y2BaArunachal Pradesh,gydF4y2BapgydF4y2Ba< 0.01。gydF4y2Ba##gydF4y2BapgydF4y2Ba与载体相比<0.01(0.1%DMSO)。gydF4y2Ba

讨论gydF4y2Ba

在这项研究中,我们证明了2-HBA和3-HBA对单一EF (4.5 kV/电极+ 4.5 kV/电极)暴露在健康人类受试者中是敏感的。2-羟基丁二酸(苹果酸;三羧酸循环的标记代谢物),2-羟基三羧酸酯(柠檬酸;三羧酸循环的标记代谢物),2-氧丙酸(丙酮酸;糖酵解的代谢物)和ATP(电子传递链的代谢物)没有受到EF暴露的影响。有趣的是,我们发现高强度EF暴露(4.5 kV/电极+ 4.5 kV/电极)引起了3-HBA和不饱和脂肪酸的平行变化,而低强度EF暴露(2.25 kV/电极+ 2.25 kV/电极)没有引起3-HBA和不饱和脂肪酸的平行变化。因此,我们有理由推测EF暴露会部分激活肝脏中的脂肪酸氧化。3-HBA在成人健康志愿者中的平均浓度与气相色谱(25.3µM)和Analox GM7分析仪(30µM)定量分析的结果相似[23,24]。酮体有三种类型:乙酰乙酸酯、丙酮和3-HBA。轻度酮症是通过热量限制和禁食观察到的一种代谢适应[14,24]。 Moreover, a ketogenic diet is used for epileptic seizures and food intake control via circulating blood ketones including 3-HBA [25,26]. Considerable evidences for the health benefits of physiological mild ketosis have been obtained [14,25,26]. Interestingly, Edwardset al。gydF4y2Ba最近报道,3-HBA延伸了平均寿命gydF4y2Ba秀丽隐杆线虫gydF4y2Ba大约26%[15]。虽然在本研究中没有重复EF治疗,但进一步的研究应该阐明EF引起的生理轻度酮症是否影响人类寿命。gydF4y2Ba

本研究的另一个目标是进入受3-HBA影响的遗传成分的见解。最近,据报道,3-HBA是HDAC1,HDAC3和HDAC4的内源性抑制剂[13,14]。在考虑内源性HDAC抑制剂在血份3-HBA血浆浓度变化中的作用时gydF4y2Baet al。gydF4y2Ba最近报道有增加gydF4y2BaFoxo3a.gydF4y2Ba3-HBA[13]诱导基因表达。我们目前的研究结果表明,3-HBA (9.6 mM)诱导了大约1.7倍的增加gydF4y2BaFOXO3AgydF4y2Ba人结直肠腺癌Caco-2细胞系的mRNA表达。类似的变化gydF4y2BaFOXO3AgydF4y2BaHDAC抑制剂TSA和4-PBA诱导mRNA表达。因此,我们认为3- hba诱导细胞凋亡的机制gydF4y2BaFOXO3AgydF4y2BamRNA表达可能通过组蛋白乙酰化的调节起作用,至少是部分作用。然而,3-HBA也影响G蛋白偶联受体41 (GPR41)和GPR109A[27-29],这增加了这些受体在EF暴露中也作为3-HBA靶点的可能性。gydF4y2Ba

在人类,WillcoxgydF4y2Baet al。gydF4y2Ba报道了遗传变异gydF4y2BaFOXO3AgydF4y2Ba基因与健康老化的几种表型密切相关[30]。有趣的是,研究人群的Kaplan-Meier存活曲线显示了Foxo3a蛋白的高表达水平与几种癌症患者的长期存活率之间的相关性,包括乳腺癌和结肠直肠癌[31-33]。未来,它将有兴趣地评估EF暴露对癌症进展的抑制的可能影响。gydF4y2Ba

综上所述,急性EF暴露对健康受试者血浆3-HBA水平有显著影响,3-HBA对健康受试者血浆3-HBA水平有显著影响gydF4y2BaFOXO3AgydF4y2Ba人结直肠腺癌Caco-2细胞系的mRNA表达。我们的发现为HELP设备带来的健康益处背后的分子机制提供了见解,这可能对人类寿命也很重要。gydF4y2Ba

相互竞争的利益gydF4y2Ba

2021年版权燕麦。所有权利reservgydF4y2Ba

YN-Y、HH、AH受雇于Hakuju健康科学研究所有限公司,HT受雇于Acel公司,JA受雇于Human Metabolome Technologies公司。所有其他作者都没有相互竞争的利益。gydF4y2Ba

作者的贡献gydF4y2Ba

YN-Y设计并指导研究,并撰写手稿。YN-Y、HH、AH进行EF治疗和生化实验。HT进行了qRT-RCR实验。JA进行代谢组学分析。所有作者都已阅读并批准了手稿的最终版本。gydF4y2Ba

致谢gydF4y2Ba

我们感谢Makoto Kikuchi(Emeritus教授,日本国防医学院教授)鼓励。gydF4y2Ba

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编辑信息gydF4y2Ba

主编gydF4y2Ba

伊万痛风gydF4y2Ba
伦敦大学学院gydF4y2Ba

文章类型gydF4y2Ba

研究文章gydF4y2Ba

出版历史gydF4y2Ba

收稿日期:2016年8月31日gydF4y2Ba
受理日期:2016年9月1日gydF4y2Ba
出版日期:2016年9月13日gydF4y2Ba

版权gydF4y2Ba

©2016 Nakagawa-Yagi y .这是一篇在创作共用署名许可条款下发布的开放获取的文章,该条款允许在任何媒体上无限制地使用、发布和复制,前提是注明原作者和来源。gydF4y2Ba

引用gydF4y2Ba

Nakagawa-Yagi Y,Hara H,Tsuboi H,Abe J,Hara A(2016)效应3-羟基丁酯,内源组蛋白脱乙酰酶抑制剂,在人上皮结肠直肠癌中的Foxo3a mRNA表达上的效果:洞察表观遗传机制电场疗法。综合Mol Med 3:DOI:10.15761 / IMM.1000241。gydF4y2Ba

通讯作者gydF4y2Ba

Yuzo Nakagawa-Yagi博士gydF4y2Ba

日本东京涩谷区富谷1区37-5号博州健康科学研究所,151-0063;电话:(+ 81)3-5478-8833;传真:(+ 81)3-5478-9821gydF4y2Ba

电子邮件:gydF4y2Bayagi@hakuju.co.jpgydF4y2Ba

表格1。gydF4y2BaHELP暴露(30分钟)对健康人血浆中3-HBA及其相关代谢物的影响gydF4y2Ba

代谢物gydF4y2Ba(gydF4y2Ba米gydF4y2Ba米)gydF4y2Ba

前gydF4y2Ba

后gydF4y2Ba

比gydF4y2Ba

pgydF4y2Ba价值gydF4y2Ba

HMDB ID.gydF4y2Ba

平均值±SEgydF4y2Ba

平均值±SEgydF4y2Ba

前/后gydF4y2Ba

4.5 kV/电极+ 4.5 kV/电极工况(n=10)gydF4y2Ba

3-Hydroxybutyrate (3gydF4y2Ba-gydF4y2BaHBA)gydF4y2Ba

HMDB00357gydF4y2Ba

38.6±4.0gydF4y2Ba

62.3±12.8. 

1.61gydF4y2Ba

0.039 *gydF4y2Ba

2-Hydroxybutyrate (2-HBA)gydF4y2Ba

HMDB00008gydF4y2Ba

34.4±3.9gydF4y2Ba

44.6±5.9gydF4y2Ba

1.30gydF4y2Ba

0.004 **gydF4y2Ba

2-Hydroxybutanedioate 

HMDB00744gydF4y2Ba

7.32±0.47gydF4y2Ba

6.61±0.59gydF4y2Ba

0.90gydF4y2Ba

0.276gydF4y2Ba

2-Hydroxytricarballylate 

HMDB00094gydF4y2Ba

173±9gydF4y2Ba

171±9. 

0.99gydF4y2Ba

0.804gydF4y2Ba

2-OxopropanoategydF4y2Ba

HMDB00243gydF4y2Ba

120±8gydF4y2Ba

117±8 

0.97gydF4y2Ba

0.639gydF4y2Ba

atp.gydF4y2Ba

HMDB00538gydF4y2Ba

15.5±1.5gydF4y2Ba

12.2±1.8gydF4y2Ba

0.78gydF4y2Ba

0.107gydF4y2Ba

2.25 kV/电极+ 2.25 kV/电极工况(n=10)gydF4y2Ba

3-Hydroxybutyrate (3-HBA)gydF4y2Ba

HMDB00357gydF4y2Ba

41.8±4.4gydF4y2Ba

53.4±14.3gydF4y2Ba

1.28gydF4y2Ba

0.429gydF4y2Ba

2-Hydroxybutyrate (2-HBA)gydF4y2Ba

HMDB00008gydF4y2Ba

  35.6 ± 3.4

41.4±5.1 

1.16gydF4y2Ba

0.063gydF4y2Ba

2-Hydroxybutanedioate 

HMDB00744gydF4y2Ba

7.63±0.57gydF4y2Ba

7.72±0.44gydF4y2Ba

1.01gydF4y2Ba

0.882gydF4y2Ba

2-HydroxytricarballylategydF4y2Ba

HMDB00094gydF4y2Ba

189±9gydF4y2Ba

187±9.gydF4y2Ba

0.99gydF4y2Ba

0.753gydF4y2Ba

2-OxopropanoategydF4y2Ba

HMDB00243gydF4y2Ba

134±6gydF4y2Ba

135±9gydF4y2Ba

1.01gydF4y2Ba

0.901gydF4y2Ba

atp.gydF4y2Ba

HMDB00538gydF4y2Ba

10.3±1.5gydF4y2Ba

8.8±1.0gydF4y2Ba

0.85gydF4y2Ba

0.328gydF4y2Ba

*表示显著差异(*gydF4y2BapgydF4y2Ba<0.05,**gydF4y2BapgydF4y2Ba<0.01,gydF4y2BatgydF4y2Ba以及)。gydF4y2Ba

图1所示。健康人HELP暴露30min前后血浆CE-TOFMS分析gydF4y2Ba
健康人血浆中典型的3-HBA (a)或2-氧丙酸(b)峰。采用CE-TOFMS检测3-HBA和2-氧丙酸。图中为处理前(蓝色,n=10)和处理后(红色,n=10)样品的重叠电泳图。gydF4y2Ba

表2。gydF4y2BaHELP暴露(30分钟)对健康人血浆中脂肪酸的影响gydF4y2Ba

脂肪酸gydF4y2Ba

4.5 kV + 4.5 kVgydF4y2Ba

2.25 kV + 2.25 kVgydF4y2Ba

比gydF4y2Ba

pgydF4y2Ba价值gydF4y2Ba

比gydF4y2Ba

pgydF4y2Ba价值gydF4y2Ba

n = 10gydF4y2Ba

n = 10gydF4y2Ba

9 -十六碳烯酸  

2.07gydF4y2Ba

0.012 *gydF4y2Ba

1.43gydF4y2Ba

0.160gydF4y2Ba

油酸    

1.87gydF4y2Ba

0.009 **gydF4y2Ba

1.42gydF4y2Ba

0.143gydF4y2Ba

亚油酸gydF4y2Ba

1.83gydF4y2Ba

0.013 *gydF4y2Ba

1.30gydF4y2Ba

0.216gydF4y2Ba

FA (22:5)               

1.80gydF4y2Ba

0.035 *gydF4y2Ba

1.46gydF4y2Ba

0.133gydF4y2Ba

亚麻酸gydF4y2Ba

1.80gydF4y2Ba

0.015 *gydF4y2Ba

1.29gydF4y2Ba

0.310gydF4y2Ba

独联体gydF4y2Ba-4,7,10,13,16,19-二十二碳六烯酸gydF4y2Ba

1.63gydF4y2Ba

0.041 *gydF4y2Ba

1.35gydF4y2Ba

0.170gydF4y2Ba

独联体gydF4y2Ba5、8、11、14 17-Eicosapentaenoic酸gydF4y2Ba

1.55gydF4y2Ba

0.092gydF4y2Ba

1.30gydF4y2Ba

0.197gydF4y2Ba

独联体gydF4y2Ba-8,11,14-己二辛酸gydF4y2Ba

1.55gydF4y2Ba

0.032 *gydF4y2Ba

1.30gydF4y2Ba

0.170gydF4y2Ba

花生四烯酸gydF4y2Ba

1.55gydF4y2Ba

0.059gydF4y2Ba

1.25gydF4y2Ba

0.268gydF4y2Ba

月桂酸gydF4y2Ba

1.14gydF4y2Ba

0.053gydF4y2Ba

0.92gydF4y2Ba

0.386gydF4y2Ba

*表示显著差异(*gydF4y2BapgydF4y2Ba<0.05,**gydF4y2BapgydF4y2Ba<0.01,gydF4y2BatgydF4y2Ba以及)。gydF4y2Ba

图2。3-HBA的影响gydF4y2BaFOXO3AgydF4y2Ba人结直肠腺癌Caco-2细胞系的mRNA表达。gydF4y2Ba
中存在的分析gydF4y2BaFOXO3AgydF4y2Ba(一),gydF4y2BaFOXP3gydF4y2Ba(b)gydF4y2BaDEFB132gydF4y2Ba(c)用3-HBA处理的CaCO-2细胞中的mRNA 24小时。(d)TSA(3μm)和4-PBA(10 mm)的影响gydF4y2BaFOXO3AgydF4y2BamRNA表达。结果显示为平均值±SEM(n = 10)。gydF4y2BaArunachal Pradesh,gydF4y2BapgydF4y2Ba< 0.01。gydF4y2Ba##gydF4y2BapgydF4y2Ba与载体相比<0.01(0.1%DMSO)。gydF4y2Ba