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研究背景:
衰老是发生在分子、细胞以及整体水平上的一种必然的过程。囿于衰老的标准化在一定程度上限制了对其的研究,建立可靠、易测的衰老生物学指标是衰老标准化的重要工作之一,对衰老机制、衰老干预以及健康评估等研究至关重要。前期研究发现,在氧化应激状态下,体外培养的细胞DNA损伤水平随增龄而增加,DNA修复能力随增龄而下降。那么,DNA损伤修复能力在整体水平上与增龄的关系如何?之前尚未见报道。本研究拟以北京健康人外周血淋巴细胞为模型,在整体水平上观察DNA损伤水平及修复能力与增龄的关系。并通过观察比较同龄健康人群与老年相关疾病人群DNA损伤修复能力的差异,以及营养条件对其影响,进~步验证其作为衰老标志物的可能性。
目的:
探讨氧化应激状态下北京健康人群外周血淋巴细胞DNA损伤与修复能力的增龄性变化;观察衰老相关疾病、营养条件对DNA损伤修复能力的影响。
方法:
1.试验分组:将符合入组标准的240例北京健康人群分为0~9y、10~19y、20~29y、30~39y、40~49y、50~59y、60~69y、70~79y共8组,每组30例;初诊且明确诊断的50~59y糖尿病(DM)、冠心病(CHD)患者各30例。
2.材料收集与彗星试验:提取各组人群淋巴细胞,分别设置空白对照组、低剂量(50μmol/L)、中剂量(100μmol/L)、高剂量(200μmol/L)H2O2损伤组,每组细胞损伤10min后,彗星试验分析各组细胞DNA损伤水平;将各组损伤细胞及对照组细胞常规培养1h,再以彗星试验观察各组细胞DNA单链断裂水平,以分析其DNA损伤修复能力。
3.结果分析:荧光显微镜观察上述试验结果,摄取图像,每一样本随机选取100个细胞,CASP软件定量分析其尾部DNA百分比(Tail DNA%)与Olive尾距(Olive Tail Moment,OTM),其值越大代表损伤程度越大,修复能力越差。
4.营养分组与试验分析:以含不同血清浓度(8%、1O%、12%)或葡萄糖浓度(1.0g/L、3.1g/L、4.5g/L)的DMEM培养基培养2BS细胞,彗星试验分析各组不同代龄2BS细胞的DNA损伤水平。
结果:
1.氧化应激状态下北京健康人群外周血淋巴细胞DNA损伤水平的增龄性变化:北京健康人群外周血淋巴细胞经过氧化氢损伤后,DNA损伤水平随增龄而升高,OTM值与年龄之间线性关系显著(回归方程:低浓度组y=-1.764+0.327x,R2=0.979,p<0.05;中浓度组y=-0.60l+0.416x,R2=O.938,p<0.05;高浓度组y=-0.014+0.507x,R2=0.933,p<0.05。);OTM值与处理剂量呈显著正相关关系,尤其在中、老年组。
2.氧化应激状态下北京健康人群外周血淋巴细胞DNA损伤修复能力的增龄性变化:不同年龄组淋巴细胞经200μmol/LH2O2损伤后再经1h修复,年轻、中年组多数细胞彗尾较短或不明显,而老年组多数细胞彗尾明显或较长,二者差异显著(p<0.05)。
3.氧化应激状态下北京健康人群与同龄糖尿病、冠心病人群淋巴细胞DNA损伤水平的比较:50~59y糖尿病、冠心病人群外周血淋巴细胞经H2O2损伤后TailDNA%、OTM值均与同龄健康人群无显著差异(p>0.05)。
4.营养条件对DNA损伤修复能力的的影响:用含不同浓度葡萄糖或血清的DMEM培养基培养的2BS细胞TailDNA%、OTM值无显著差异(p>0.05)。
结论:
1.氧化应激状态下,北京健康人群外周血淋巴细胞DNA损伤水平随增龄而增加,DNA修复能力随增龄而下降;DNA损伤水平、修复能力与氧化应激剂量呈显著依赖性。
2.氧化应激状态下50~59y组北京健康人群、DM人群、CHD人群淋巴细胞DNA损伤水平无显著差异。