维生素D对哮喘的保护作用新机制——调节精氨酸甲基化代谢稳态

目的 考察哮喘状态下维生素D对精氨酸甲基化代谢模块的影响和机制.方法 收集70例5～ 14岁哮喘患儿在哮喘发作期的血清样本,以41例年龄匹配的正常儿童作为对照,运用高效液相色谱串联质谱(HPLC-MS/MS)和ELISA法等选择性检测其中L-精氨酸、不对称二甲基精氨酸(ADMA)、对称二甲基精氨酸(SDMA)、25 (OH)D和精氨酸酶I的水平以及诱导型一氧化氮合成酶(iNOS)的活性;同时运用卵清蛋白(OVA)进行致敏和激发刺激建立大鼠哮喘模型,并给予1,25(OH) 2D,在实验进行第43日处死各组大鼠,检测大鼠肺组织中ADMA、SDMA和L-精氨酸含量、甲基化精氨酸生成酶PRMTs表达水平、ADMA特异性代谢酶DDAH的活性以及炎症和氧化应激标志物的含量.结果 哮喘儿童血清25 (OH)D水平较正常儿童出现显著下降,ADMA与SDMA含量没有显著变化,但L-精氨酸含量显著下降,精氨酸甲基化指数AMI[即(ADMA+SDMA)/L-精氨酸比值]显著增高,并与25(OH)D呈显著负相关.而哮喘模型大鼠肺部炎症因子IL-4和IL-5以及氧化应激标志物MDA显著增高,同时ADMA和SDMA均出现显著增高,但L-精氨酸含量显著降低.进一步的研究表明靶组织肺部ADMA和SDMA水平的增高主要来源于PRMT1和PRMT7表达的增加,与DDAH介导的降解代谢无关.维生素D的活性代谢物1,25(OH) 2D显著改善哮喘大鼠肺部IL-4的分泌和氧化应激压力,同时降低靶组织ADMA的含量,升高有益的L-精氨酸的水平,对SDMA含量没有显著影响,这一保护作用与其减少PRMT1介导的ADMA生成有关.结论 哮喘儿童血清中精氨酸甲基化代谢模块稳态失衡与25 (OH)D水平不足密切相关;1,25 (OH)2D能显著抑制PRMT1介导的ADMA的过量生成,继而缓解哮喘引起的大鼠肺部炎症反应和氧化应激压力.本研究提示维生素D补充可能通过改善血管内皮功能对哮喘患儿发挥保护性影响,有待进一步考察.