[논문 리뷰] $β$-Carotene bioavailability and conversion efficiency are significantly affected by sex in rats. First observation suggesting a possible hormetic regulation of vitamin A metabolism in female rats

Patrick Borel, Romane Troadec외 10명|PubMed|2021. 10. 14.

Retinoids in leukemia and cellular processes참고 문헌 61인용 수 11

한 줄 요약

이 연구는 비타민 A 섭취량에 변화가 없음에도 불구하고, 암컷 래트에서 베타-카로틴 생체이용률과 비오틸리티로의 전환 효율이 수컷 래트보다 유의하게 높다는 것을 입증한다. 암컷 래트는 비오틸리티 섭취에 대해 U자형 유전자 발현 반응를 보이며, 이는 비오틸리티 대사의 호메시스 조절을 시사한다. 이는 혈浆 비오틸리톨 농도는 낮고 간 자유 비오틸리톨 농도는 높다는 점에서 수컷 래트와 대조된다.

ABSTRACT

β-Carotene bioavailability and conversion efficiency to VA are affected by the sex of rats. Results of gene expression suggest a hormetic regulation of VA metabolism in female rats.

연구 동기 및 목표

• 비타민 A 섭취량에 따라 래트에서 성별에 따른 베타-카로틴 생체이용률과 비오틸리티 전환 효율의 차이를 조사하기 위해.
• 다양한 비오틸리티 섭취 수준이 간 및 장의 비오틸리티 대사에 미치는 영향을 검토하기 위해.
• 다양한 비오틸리티 섭취 수준에서 암컷 래트의 장 및 간에서 RBP4, BCO1, SR-BI의 유전자 발현 패턴과 단백질 농도를 평가하기 위해.
• 특히 암컷에서 비오틸리티 대사가 호메시스 조절을 받는지 확인하기 위해.
• 다양한 비오틸리티 섭취 수준에서 비오틸리톨 분포 및 간장 저장의 성별 특이적 반응을 명확히 하기 위해.

제안 방법

• 성숙한 수컷 및 암컷 래트는 400, 2300, 또는 9,858 IU/kg의 비오틸리티를 포함한 식이를 31~33주 동안 투여하였다.
• 베타-카로틴을 강제 투여한 후 혈중 비오틸리톨 팔미티트 및 베타-카로틴 농도를 측정하여 생체이용률과 전환 효율을 평가하였다.
• 비오틸리티 상태를 평가하기 위해 간 및 혈장 비오틸리톨 농도를 정량화 하였다.
• 장 및 간 조직에서 비오틸리티 대사 조절 유전자(예: BCO1, RBP4, SR-BI)의 유전자 발현을 분석하였다.
• 암컷 래트의 장 및 간 조직에서 RBP4, BCO1 및 SR-BI 단백질 농도를 측정하였다.
• 비오틸리티 섭취량에 따른 유전자 발현의 복합적 관계를 평가하여 호메시스를 시사하는 U자형 패턴을 분석하였다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 성별은 래트에서 베타-카로틴 생체이용률과 비오틸리티로의 전환 효율에 영향을 미치는가?
• RQ2 비오틸리티 섭취 수준은 암컷 래트의 장 및 간에서 유전자 발현에 어떤 영향을 미치는가?
• RQ3 다양한 비오틸리티 섭취 수준에서 혈장 및 간 비오틸리톨 농도에 성별 특이적 차이가 있는가?
• RQ4 특히 암컷 래트에서 비오틸리티 대사에 호메시스 조절의 증거가 있는가?
• RQ5 RBP4, BCO1 및 SR-BI 단백질 농도는 암컷 래트에서 비오틸리티 섭취 수준과 유전자 발현과 어떻게 관련이 있는가?

주요 결과

• 암컷 래트는 수컷 래트보다 베타-카로틴 생체이용률이 유의하게 높고, 비오틸리티로의 전환 효율은 낮았다.
• 혈장 비오틸리톨 농도는 암컷에서 낮았고, 간 자유 비오틸리톨 농도는 수컷보다 높아 비오틸리톨 분포에 변화가 있음을 시사했다.
• 대부분의 비오틸리티 대사 관련 유전자는 암컷 래트에서 비오틸리티 섭취량에 따라 U자형 복합 반응을 보였으며, 이는 호메시스 조절을 시사한다.
• 성별에 관계없이 비오틸리티 섭취량의 변화는 베타-카로틴 생체이용률이나 전환 효율에 유의미한 영향을 미치지 않았다.
• 암컷 래트의 장 및 간 조직에서 RBP4, BCO1 및 SR-BI 단백질 농도는 관찰된 유전자 발현 패턴과 일치하며, 호르몬 조절과 관련이 있었다.
• 본 연구는 다양한 비오틸리티 섭취 수준에 대한 비오틸리티 대사의 비선형 유전자 발현 반응을 근거로, 특히 암컷 래트에서 잠재적 호메시스 조절의 첫 번째 증거를 제공한다.