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肥胖作为一种多因素代谢性疾病,除能量摄入过剩外,微量营养素失衡亦在其发病机制中发挥关键作用。锌作为人体必需的微量元素,近年来被证实可通过调控微小RNA(miRNA)的表达,参与肥胖相关的代谢调控网络。近期,发表于Nutrients杂志的一项题为“Zinc as a Modulator of miRNA Signaling in Obesity”的综述,系统阐述锌与miRNA在肥胖中的分子互作机制及其临床转化价值。

锌是300多种酶的辅因子,广泛参与DNA复制、转录调控及细胞信号转导。其细胞内稳态主要由两类转运蛋白调控:ZIP(SLC39)家族促进锌离子内流,ZnT(SLC30)家族则介导锌外排或区室化储存。锌在肌肉(57.8%)和骨骼(28.5%)中储量最高,而肠道吸收受ZIP4和金属硫蛋白(MT1)反馈调节。肥胖患者常伴血清锌水平下降及锌转运蛋白表达异常,导致免疫功能受损和炎症反应增强。研究显示,ZnT8编码基因SLC30A8的突变与2型糖尿病风险相关,ZIP13敲除影响米色脂肪形成,提示锌转运系统在代谢综合征中的核心地位。

图:人体内的锌稳态及转运系统
在肥胖的分子调控网络中,miRNA通过转录后调控靶基因表达,参与脂肪生成、胰岛素信号和炎症反应。关键miRNA包括:miR-21通过抑制肿瘤抑制因子PDCD4,促进脂肪组织增生与炎症;miR-34a靶向SIRT1,抑制线粒体生物合成,促进M1巨噬细胞极化;miR-122主要在肝脏表达,调控胆固醇与脂肪酸代谢,与非酒精性脂肪肝(NAFLD)密切相关;miR-130a/b在肥胖者血浆和脂肪组织中表达下降,具有抗脂肪生成作用。这些miRNA的表达受饮食、激素和营养状态调控,并在组织间通讯中发挥桥梁作用。
锌通过多种途径影响miRNA表达与功能。在生物合成层面,锌依赖的Drosha和DGCR8复合体是miRNA成熟的关键酶,锌缺乏可抑制其活性。在特异性调控方面,锌缺乏上调miR-21、miR-31、miR-146a等促炎miRNA,促进代谢炎症;锌补充可逆转上述miRNA表达,并上调miR-10b、miR-145、miR-155等,改善胰岛素敏感性;而过量锌则诱导miR-144-3p高表达,抑制抗氧化转录因子Nrf2,加剧氧化应激与胰岛素抵抗。值得注意的是,锌的代谢效应具有组织特异性,例如miR-31主要在肿瘤细胞中受锌调控,而miR-21主要在基质细胞中表达。

图:锌缺乏与肥胖相关的miRNAs
多项研究表明,循环miRNA对锌干预反应灵敏,具备作为动态生物标志物的潜力。锌缺乏时,血浆中miR-10b、miR-145、miR-155等显著下降,补充后迅速恢复;肥胖者减重干预后,miR-21和miR-122水平下降与空腹血糖改善相关;外泌体miRNA(如miR-148b、miR-23b)作为脂肪组织与全身代谢通讯的媒介,具有诊断与预后价值。这些特征使循环miRNA成为监测锌状态和代谢干预效果的理想指标。

图:锌通过调控miRNA生物合成的多个关键步骤(包括Drosha和Dicer的活性、Exportin-5的运输以及RISC复合物的形成),进而影响mRNA的翻译和降解过程
在临床干预方面,锌补充在代谢疾病管理中展现出双向调节特性。适量补充可恢复miR-21、miR-31等促炎miRNA水平,改善胰岛素信号与脂肪代谢;但过量摄入会通过miR-144-3p/Nrf2轴诱发氧化应激,形成“U型”剂量-效应关系。未来临床策略应结合个体锌吸收效率、转运蛋白基因多态性及炎症基线,开发基于miRNA谱的个性化营养方案。同时,锌与多酚类(如白藜芦醇)等膳食成分的协同调控,为组合干预提供新思路。
为进一步明确锌–miRNA轴在肥胖中的作用,未来研究需开展多组学整合分析,结合转录组、代谢组与miRNA组数据,揭示锌调控代谢通路的全貌;应用单细胞与空间转录组技术解析组织异质性中锌–miRNA互作;建立纵向临床队列以明确锌–miRNA动态变化与代谢结局的因果关系;并探索微生物组–锌–miRNA三角关系,阐明肠道菌群对锌吸收与miRNA表达的影响。
综上所述,锌通过调控miRNA网络,在肥胖及相关代谢疾病中扮演着“分子开关”角色。维持锌稳态有助于恢复代谢相关miRNA表达,改善胰岛素敏感性与炎症状态。未来,基于“锌–miRNA轴”的精准营养策略,结合循环miRNA生物标志物,有望为肥胖防治提供新途径,推动营养基因组学向临床实践转化。
原始出处
Taslim, N.A.; Graciela, A.M.; Harbuwono, D.S.; Syauki, A.Y.; Anthony, A.N.; Ashari, N.; Aman, A.M.; Tjandrawinata, R.R.; Hardinsyah, H.; Bukhari, A.; et al. Zinc as a Modulator of miRNA Signaling in Obesity. Nutrients 2025, 17, 3375. https://doi.org/10.3390/nu17213375
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