本文系Food Science and Human Wellness原創(chuàng)編譯，歡迎分享，轉(zhuǎn)載請授權(quán)。

Introduction

動脈粥樣硬化（Atherosclerosis, AS）是最常見的人類心血管疾病（Cardiovascular Disease, CVD）之一，是全球非傳染性疾病的主要死亡原因。根據(jù)世界衛(wèi)生組織的報(bào)告，全球每年約有1790萬人死于心血管疾病，約占死亡人數(shù)的27%，并給社會和醫(yī)療保健系統(tǒng)帶來巨大的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。AS是大多數(shù)CVD的病理基礎(chǔ)。AS與局部血管損傷、炎癥和氧化應(yīng)激密切相關(guān)。近年來，大量研究發(fā)現(xiàn)AS的發(fā)生和發(fā)展在很大程度上受到氧化應(yīng)激的影響。

通過生活方式和日常飲食的干預(yù)可以預(yù)防AS的發(fā)生發(fā)展，硒（Selenium, Se）是一種人體必需的微量元素，以硒蛋白的形式參與細(xì)胞新陳代謝過程，具有抗氧化應(yīng)激和維持心血管系統(tǒng)的正常運(yùn)作的作用。但是細(xì)胞硒蛋白的合成過程復(fù)雜，受轉(zhuǎn)錄和翻譯等多個(gè)水平的調(diào)節(jié)，尤其Se對硒蛋白mRNA翻譯過程的調(diào)節(jié)作用尚不清楚。

寧夏醫(yī)科大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院魯佳琦碩士研究生、寧夏農(nóng)林科學(xué)院枸杞科學(xué)研究所閆亞美研究員、寧夏醫(yī)科大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院冉林武教授等在本文中采用轉(zhuǎn)錄組學(xué)、翻譯組學(xué)、Western Blot和RT-qPCR等生物化學(xué)方法檢測不同Se狀態(tài)下血管內(nèi)皮細(xì)胞中硒蛋白的表達(dá)情況。以期進(jìn)一步探究潛在的相關(guān)機(jī)制，旨在明確Se對AS的具體保護(hù)的分子機(jī)制，以便更好的、更合理的利用膳食中的Se，為Se預(yù)防AS提供新的理論依據(jù)。

結(jié)果與探討

硒保護(hù)血管內(nèi)皮細(xì)胞EA.hy926免于oxLDL造成的氧化損傷

Se能夠保護(hù)血管內(nèi)皮EA.hy926細(xì)胞免受oxLDL造成的氧化應(yīng)激損傷，提高細(xì)胞存活率，并且減少細(xì)胞內(nèi)ROS的產(chǎn)生和提高線粒體內(nèi)膜電位。

圖1 硒對EA.hy926細(xì)胞存活率的影響

圖2 硒對EA.hy926細(xì)胞內(nèi)ROS產(chǎn)生的影響

圖3 硒對EA.hy926細(xì)胞內(nèi)線粒體膜電位的影響

硒對血管內(nèi)皮細(xì)胞EA.hy926內(nèi)硒蛋白翻譯效率的影響

Se影響EA.hy926細(xì)胞內(nèi)硒蛋白的轉(zhuǎn)錄和翻譯水平，尤其是在翻譯過程中調(diào)控硒蛋白的表達(dá)。GPX1的表達(dá)主要受到硒濃度的影響，GPX4的表達(dá)受到硒濃度和oxLDL的影響，且GPX1和GPX4的表達(dá)遵循等級調(diào)控機(jī)制；而TXNRD1的表達(dá)受到oxLDL的影響，不遵循等級調(diào)控機(jī)制。GPX4的翻譯效率比較穩(wěn)定，GPX1的翻譯效率受到硒濃度和oxLDL的影響，TXNRD1的翻譯效率僅受到oxLDL的影響。

圖4 硒對EA.hy926細(xì)胞內(nèi)硒蛋白轉(zhuǎn)錄組和翻譯組的影響

圖5 硒對EA.hy926細(xì)胞內(nèi)硒蛋白GPX1、GPX4、TXNRD1翻譯效率的影響

Conclusion

Se對oxLDL誘導(dǎo)的EA.hy926細(xì)胞損傷的保護(hù)作用與硒蛋白GPX1、GPX4和TXNRD1的表達(dá)上調(diào)有關(guān)。硒蛋白GPX1和GPX4的表達(dá)遵循等級調(diào)控機(jī)制，但硒蛋白TXNRD1不受此機(jī)制的影響，主要受到oxLDL調(diào)控。RNA-Seq和Ribo-Seq結(jié)果表明，硒蛋白GPX1、GPX4和TXNRD1的表達(dá)主要在翻譯過程中受到調(diào)控。這些研究結(jié)果表明，Se通過調(diào)節(jié)硒蛋白的表達(dá)對oxLDL誘導(dǎo)的EA.hy926細(xì)胞損傷具有保護(hù)作用，但硒蛋白在AS模型中的表達(dá)機(jī)制還需要進(jìn)一步研究。

第一作者簡介

魯佳琦，女，寧夏醫(yī)科大學(xué)2021級公共衛(wèi)生專業(yè)在讀碩士研究生，主要研究方向?yàn)闋I養(yǎng)與慢性病。

通信作者簡介

閆亞美，女，1982年出生，博士，寧夏農(nóng)林科學(xué)院枸杞科學(xué)研究所研究員，碩士研究生導(dǎo)師。兼任中國青年科技工作者協(xié)會理事、自治區(qū)第十二屆政協(xié)常委、寧夏青年科技工作者協(xié)會理事及寧夏女科技工作者協(xié)會理事。入選寧夏回族自治區(qū)首批“青年拔尖人才”計(jì)劃，獲得寧夏回族自治區(qū)“國內(nèi)外312引才計(jì)劃”、“三八紅旗手”等榮譽(yù)稱號。寧夏回族自治區(qū)“功效物質(zhì)基礎(chǔ)研究與深加工”科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人，自治區(qū)農(nóng)產(chǎn)品加工產(chǎn)業(yè)崗位首席專家。先后主持/參與項(xiàng)目20余項(xiàng)。發(fā)表學(xué)術(shù)論文50余篇，編著英文專著1 部，完成成果登記9 項(xiàng)，獲得國家發(fā)明專利8 項(xiàng)，獲省級科學(xué)技術(shù)重大貢獻(xiàn)獎1 項(xiàng)、科技進(jìn)步一等獎1 項(xiàng)、三等獎1 項(xiàng)。

冉林武，男，1979年12月出生，博士，教授，碩士研究生導(dǎo)師。2010年獲博士學(xué)位。曾在西安交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院訪學(xué)2年，美國Rutgers大學(xué)食品營養(yǎng)系訪學(xué)1年。主要從事營養(yǎng)與健康的研究。近年來，主持和參加3 項(xiàng)國家自然基金項(xiàng)目“硒對血管內(nèi)皮細(xì)胞蛋白質(zhì)巰基亞硝基化的作用及分子機(jī)制研究”、“GSK3β調(diào)控內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激介導(dǎo)的血管平滑肌細(xì)胞增殖異常的機(jī)制”、“脂聯(lián)素對胰島素抵抗致心臟重構(gòu)的影響”，主持寧夏科技攻關(guān)項(xiàng)目“轉(zhuǎn)基因兔疾病模型開發(fā)與評價(jià)的研究”等多項(xiàng)省級科研項(xiàng)目。先后在國內(nèi)外期刊發(fā)表研究性論文30余篇。

The effects of selenium on the translation efficiency of selenoproteins GPX1, GPX4, and TXNRD1 in oxLDL-induced EA.hy926 cells

Jiaqi Lua, Jing Menga, Yanzhi Langa, Abdul Rehmanb, Yamei Yanc,*, Linwu Rana,*

a Key Laboratory of Environmental Factors and Chronic Disease Control, School of Public Health, Ningxia Medical University, Yinchuan 750004, China

b School of Clinical Medicine, Ningxia Medical University, Yinchuan 750004, China

c Goji Berry Science Research Institute, Ningxia Academy of Agriculture and Forestry Sciences, Yinchuan 750002, China

*Corresponding authors.

Abstract

Selenium is a crucial trace element that contributes to physiological processes in the body as selenoproteins. Selenoproteins serve as an integral role in the body in controlling the redox state of cells and protecting against damage induced by oxidative stress. This study aimed to investigate the effects and possible mechanism of selenium on selenoproteins expression in EA.hy926 cells induced by oxidized low density lipoprotein (oxLDL). The impact of selenium on the viability of EA.hy926 cells was detected by the methylthiazolyldiphenyl-tetrazolium bromide (MTT) method, and intracellular reactive oxygen species (ROS) level and mitochondrial membrane potential were assessed by fluorescent probe DCFH-DA and JC-1, respectively. RNA-seq, quantitative real-time polymerase chain reaction (qPCR), and Western blot were used to investigate the selenoprotein expression. Selenoprotein mRNA translation efficiency was analyzed by ribosome profiling (Ribo-Seq) coupled with transcriptomics. Our data showed that selenium supplementation (0.5 μmol/L) significantly decreased ROS production, increased mitochondrial inner membrane potential and increased the proliferative activity of EA.hy926 cells induced by oxLDL. Moreover, The protective effects of selenium against oxLDL-induced EA.hy926 cell injury were associated with the upregulation of the expressions of selenoproteins glutathione peroxidase 1 (GPX1), glutathione peroxidase 4 (GPX4), and thioredoxin reductase 1 (TXNRD1). Furthermore, the expressions of selenoproteins GPX1 and GPX4 were hierarchically controlled, but the expressions of selenoproteins TXNRD1 were mainly regulated by oxLDL. Finally, Ribo-Seq coupled with transcriptomics results demonstrated that the expressions of selenoproteins GPX1, GPX4, and TXNRD1 were regulated at the translation process level. These findings suggested that selenium could have preventive effects in oxLDL induced EA.hy926 cell injury by regulating the selenoprotein expression, and the selenoproteins expressions at the translation level in vascular endothelial cells need further study.

Reference:

LIU J Q, MENG J, LIANG Y Z, et al. The effects of selenium on the translation efficiency of selenoproteins GPX1, GPX4, and TXNRD1 in oxLDL-induced EA.hy926 cells[J]. Food Science and Human Wellness, 2025, 14(1): 9250125. DOI:10.26599/FSHW.2024.9250125.

本文編譯內(nèi)容由作者提供

編輯：王佳紅；責(zé)任編輯：孫勇

封面圖片：圖蟲創(chuàng)意

為進(jìn)一步促進(jìn)動物源食品科學(xué)理論的完善與創(chuàng)新，加速科研成果向?qū)嶋H生產(chǎn)力的轉(zhuǎn)化，助力產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量、可持續(xù)發(fā)展，由北京食品科學(xué)研究院、中國肉類食品綜合研究中心、中國食品雜志社將與江西農(nóng)業(yè)大學(xué)、江西科技師范大學(xué)、 南昌師范學(xué)院、 家禽遺傳改良江西省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 共同舉辦的“ 2025年動物源食品科學(xué)與人類健康國際研討會 ”，將于 2025年10月25-26日 在 中國 江西 南昌 召開。

長按或微信掃碼進(jìn)行注冊

北京食品科學(xué)研究院、中國食品雜志社和全國糖酒會組委會將于2025年10月16-18日在江蘇省南京市南京國際博覽中心舉辦第113 屆全國糖酒會食品科技成果交流會。食品科技成果交流會期間舉辦食品科技成果展，本屆科技成果展以我國當(dāng)前食品產(chǎn)業(yè)科技需求為導(dǎo)向，重點(diǎn)邀請“十四五”以來獲得國家和省部級重要科研項(xiàng)目支持產(chǎn)出的食品科技新成果、新技術(shù)、新產(chǎn)品參展，并針對企業(yè)技術(shù)需要開展精準(zhǔn)對接服務(wù)。

長按或微信掃碼進(jìn)行注冊