Департамент по биология, Университет на Алабама в Бирмингам, Бирмингам, AL 35294, САЩ
* Автор за кореспонденция: Тел .: +1 205 934 4573; Факс: +1 205 975 6097;
Департамент по биология, Университет на Алабама в Бирмингам, Бирмингам, AL 35294, САЩ
Всеобхватен онкологичен център, Университет на Алабама в Бирмингам, Бирмингам, AL 35294, САЩ
Всеобхватен център за здравословно стареене, Университет на Алабама в Бирмингам, Бирмингам, AL 35294, САЩ
Център за изследване на затлъстяването при хранене, Университет на Алабама в Бирмингам, Бирмингам, AL 35294, САЩ
Изчерпателен център за диабет, Университет на Алабама в Бирмингам, Бирмингам, АЛ 35294, САЩ
Първият подаден проект: 19 юни 2017 г .; Приет за публикуване: 26 юни 2017 г .; Публикувано онлайн: 11 август 2017 г.
Създадохме термина „епигенетична диета“ само преди 6 години въз основа на многобройни проучвания, очертаващи въздействието на биоактивните диетични съединения върху промените в епигенома [1]. Направен е много напредък във взаимодействията между диетичните съединения и епигенома и тук изследваме някои от вълнуващите и нововъзникващи теми в диетата на епигенетиката. Съществува аберантна генна експресия поради епигенетични промени при всички видове рак, така че интуитивен и цялостен подход към раковата терапия би бил използването на тези биоактивни диетични съединения като средство не само за неутрализиране на епигеномните аберации като лечение на рак, но и като превенция на рака . Аберантната генна експресия може да се дължи, наред с други, на промените в ДНК метилирането и хистоновото ацетилиране.
Комбинаторни епигенетично модифициращи фитохимикали
Има ограничения при обмислянето на използването на диетични компоненти за лечение или профилактика на рак. Въпреки че много от тези фитохимикали са ефективни самостоятелно или в комбинация, някои са ефективни само при значително високи дози, които не могат да бъдат постигнати само чрез диета, освен ако това не е единствената консумирана храна. В по-реалистичен поглед върху хранителните фитохимикали, все по-голям брой настоящи проучвания се фокусират върху тяхната комбинация. Хората обикновено не ядат само една храна, така че комбинаторните проучвания са важни, за да подобрят нашето разбиране за взаимодействията между различни епигеномно-модифициращи диетични съединения. Ще има бъдеще в този комбинаторен подход на епигенетичната диета просто поради огромното количество възможни комбинации. Съединенията, които проявяват противоракови свойства сами по себе си, могат да действат в комбинация, синергично или дори антагонистично [2,3]. Епигенетичните механизми за тези взаимодействия не са напълно разбрани и представляват област от нарастващ интерес за нашата лаборатория, както и за много други.
Епигенетична диета и микробиом на червата
Хидроксиметилиране на ДНК: вече не се счита единствено за междинен продукт на деметилирането на ДНК
Изглежда, че някои домакински гени не използват 5hmC за генна регулация (напр. Тези, кодиращи митохондриални и рибозомни протеини), докато нивата на 5hmc са силно тъканно специфични; мозъчните области, получени от една и съща ембрионална структура, имат сходни нива 5hmc [9]. Следователно, епигенетично модифициращите диетични съединения, които засягат семейството ензими TET, вероятно няма да имат ефект върху домакинските гени, а ще активират главно гени, които се експресират различно между типовете тъкани. Предполагаме, че подобно на ДНК метилирането и модификациите на хистона, ДНК хидроксиметилирането е форма на епигенетична модификация на генома, която е важна за генната регулация. Гени, които не изглеждаха диференциално метилирани с помощта на бисулфитно секвениране, ще трябва да бъдат преоценени с помощта на TAB-seq, като се вземат предвид последиците от активната генна транскрипция и присъствието на 5hmC в промоторните и подобрителните региони. Ще бъде важно да се преоценят предишни проучвания, които са използвали само нива от 5mC като маркер за метилиране на ДНК и да се оцени ролята на диетата на епигенетиката за нейното въздействие върху ключови гени, които могат да бъдат регулирани от промени в съдържанието на 5hmC.
Смилане на обхвата на диетичната епигенетика и рак
Лабораторията за хранителни данни, генерирана от USDA, е изчерпателна и нарастваща база данни, достъпна за широката общественост, която характеризира състава на храните. С тази информация персонализираните диети могат да се управляват самостоятелно. Все пак трябва да се определят взаимодействията между епигенетично модифициращите храни. След като се знае повече за взаимодействията между различни фитохимикали, ще бъдат осъществими по-информирани епигенетични диетични режими.
Чревният микробиом също може да повлияе на тези взаимодействия поради производството на метаболит. Фекалните трансплантации са използвани за успешно лечение на рецидиви Clostridium difficile инфекции и може да бъде обещаващо за пациенти с рак. Например, предварителни проучвания от нашата лаборатория показват, че генистеинът влияе върху състава на микробиома при мишки, хуманизирани с фекални трансплантации от пациенти с рак на гърдата.
По отношение на регулацията на транскрипцията на протеиновото семейство TET е известно много малко, така че има нарастващ интерес към определяне на ефектите от епигенетично модифициращите диетични фитохимикали и регионите на промоторите на семейството TET. Също така ще бъде важно да се определят преките ефекти на тези фитохимикали и състоянието на хидроксиметилиране.
Тези вълнуващи и нововъзникващи области на диегенетичната диета, както и други, вероятно ще разкрият важна транслационна информация за профилактика и терапия на рака. Бъдещето наистина е светло за ролята на епигенетичната диета и нейното въздействие върху раковия епигеном.
Разкриване на финансови и конкурентни интереси
Тази работа беше подкрепена отчасти от Националните здравни институти (NCI: RO1 CA17844 и RO1 CA2044346) и Американския институт за изследване на рака към TOT, както и от гранта на Сюзън Г. Комен за изследване на различията на KA Lewis. Авторите нямат други свързани или финансови ангажименти с която и да е организация или субект с финансов интерес или финансов конфликт с предмета или материалите, обсъдени в ръкописа, с изключение на тези, разкрити.
При изготвянето на този ръкопис не е използвана помощ при писането.
Свободен достъп
Това произведение е лицензирано под лиценза Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 Unported. За да видите копие на този лиценз, посетете http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
Препратки
- 1 Hardy TM, Tollefsbol TO. Епигенетична диета: въздействие върху епигенома и рака . Епигеномика 3 (4), 503–518 (2011). Link, CAS, Google Scholar
- 2 Efferth T, Koch E. Сложни взаимодействия между фитохимикали. Многоцелевата терапевтична концепция за фитотерапия . Curr. Наркотици 12 (1), 122–132 (2011). Crossref, Medline, CAS, Google Scholar
- 3 Phan MA, Paterson J, Bucknall M, Arcot J. Взаимодействия между фитохимикали от плодове и зеленчуци: ефекти върху биоактивността и бионаличността . Крит. Rev. Food Sci. Nutr.
(2017) (Epub преди печат) .Crossref, Google Scholar
- Тази диета убива раковите клетки и излекува хиляди пациенти с рак за 42 дни; убиване на рак
- Влиянието на диета с ниско съдържание на протеини при идиопатична хиперкалциурия SpringerLink
- Влиянието на диета, имитираща гладуване, върху улцерозен колит - изглед в пълен текст
- Влиянието на кетогенната диета върху чернодробната функция при деца и юноши с неразрешими
- Влиянието на диетите с високо съдържание на мазнини и на бариатричната хирургия върху HSP70 и HSP90 плазма и