微量元素(TES)是维持身体功能和健康状态的各种过程所必需的。除其他因素外，TE稳态的复杂调节取决于年龄、性别和营养状况。如果TE动态平衡被破坏，可能会导致负面的健康后果，例如，氧化还原动态平衡受损和基因组稳定性维持。根据在补充TES的小鼠中所描述的与年龄相关的TES的变化，作者的目标是了解长期喂食四种TES的适量或不适量平行的效果。作为额外的干预措施，作者研究了接受较高硒和锌浓度的适龄饮食的小鼠，以抵消两种TES与年龄相关的下降。作者对指示TE和氧化还原状态的不同终点进行了综合分析，并辅之以DNA(羟基)甲基化分析和指示基因组稳定性维持的标记。TE浓度显示出年龄特异性的变化，这种变化相对稳定，不受营养供应的影响。此外，老年小鼠肝脏DNA羟甲基化显著增加，指示氧化还原状态的标志物被调节。TES营养供应的减少不一致地影响了他们的状况，其中最严重的影响是铁缺乏。这可能是在氧化还原状态和DNA修复活动相关的改变中观察到的性别差异的原因。

图片来源：https://doi.org/10.1016/j.redox.2021.102083

必需微量元素(TES)是微量营养素，尽管它们只占总体重的很小一部分，但它们完成了许多重要的细胞关键功能。通常，TE浓度是平衡的，并且可以在一定程度上适应不同的生理需要或可利用的TES数量。然而，饮食摄入量的剧烈变化可能会导致营养不足或中毒，并伴随症状。此外，如果TE稳态只有轻微的调节，随着时间的推移，微小的变化可能会累积，并导致健康剥夺，如增加某些疾病的风险。从营养角度来看，铁(Fe)、锌(Zn)和硒(Se)的供应剂量通常低于参考摄入量，因此全世界许多人处于次优状态的危险之中。相反，即使没有过量的营养摄入，铜(Cu)也更容易在体内积累。上述四种TES的一个共同特征是它们的氧化还原调节能力。硒和锌通过其功能、结构或催化作用参与氧化还原调节或抗氧化酶，以含硒或含锌的蛋白质的形式间接发挥氧化还原调节作用。铜和铁本质上具有氧化还原活性，因此直接影响氧化还原动态平衡，但它们也是抗氧化酶的一部分。

衰老作为当前最大的健康挑战之一，与TE动态平衡的改变和细胞氧化还原动态平衡的维持变化有关。一些关于衰老潜在机制的假说集中在氧化应激的年龄依赖性增加，导致氧化蛋白、脂质和dna损伤的积累，而应激反应和修复途径被认为随着年龄的增长而逐渐下降。其中之一是转录因子核因子类红系2(Nrf2)，它被认为是细胞氧化还原稳态的主要调节者。然而，在衰老过程中，参与抗氧化防御、氧化还原动态平衡、dna修复、细胞命运决定和铁代谢的Nrf2调节基因的转录诱导减少。此外，nrf2信号通路本身也容易受到细胞te浓度变化的影响，这一点在本研究中所研究的所有四种细胞中都已显示出来。

衰老和动态平衡失调共同调节的另一个重要过程是DNA损伤反应(DDR)和修复。这包括DDR机制的不同关键酶以及碱基切除修复(BER)途径，该途径负责修复非大块dna损伤。在这方面研究最多的TES之一是锌，因为锌指的动机是蛋白质与DNA或RNA结合的重要结构先决条件。例如，多聚(ADP-核糖)聚合酶1(PARP1)和p53是众所周知的锌指蛋白的代表，参与保护基因组的完整性。事实上，最近的一项研究可以确定锌(信号)在PARP1激活中的重要性，最终导致基因组稳定的维持。

硒状态及其相关生物标志物和基因的变化

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基于这些结果，作者的目标是了解不同TE供应的影响，从i)在断奶后开始，或者ii)在11个月大并持续6个月的小鼠身上。作者假设，与满足营养需求的供应相比，在有限的TE供应条件下，TE动态平衡的年龄相关变化会有所不同。此外，作者想知道是否可以通过增加一个干预组来抵消与年龄相关的TE的变化，干预组接受所谓的年龄适应TE浓度，并增加锌和硒的营养摄入量，以潜在地抵消这两种TE在衰老过程中的下降，就像在人类研究中所观察到的那样。

因此，将3周龄和40周龄C57BL/6Jrj小鼠随机分为三个不同的干预组，分别接受次优(-TE)、适量(+TE)和年龄调整(+TEaa)TE供给。经过6个月的干预，研究了TE状态标志物、Nrf2活性以及基因组稳定性的影响。

参考文献

Viktoria K Wandt et al. Ageing-associated effects of a long-term dietary modulation of four trace elements in mice. Redox Biol. 2021 Jul 27; 46:102083.