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B族维生素相关一碳代谢与结直肠癌发生发展关系的研究

【摘要】结直肠癌作为一种常见的消化道恶性肿瘤，在全世界范围内严重威胁

着人类的健康。B族维生素(叶酸、维生素B2、维生素B6和维生素B12)在代

谢过程中能介导移含一个碳原子的基团，参与生物一碳代谢，包括蛋白质、脂

质、核酸和其他辅因子等合成。一碳代谢与其他营养素的代谢形成复杂通路，B

族维生素在其中起到原料或辅酶的作用，影响各类中间产物的生成，作为重要营

养元素不同程度地参与结直肠癌的发生发展。同时，一碳代谢在表观遗传学、核

昔酸合成、氧化还原稳态与肠道菌群相互作用等多方面共同影响肿瘤细胞命运。

鉴于这些作用，理解和监测B族维生素水平及其代谢途径对于结直肠癌的预防和

管理至关重要。这不仅有助于降低与肿瘤相关的死亡率，还为结直肠癌形成和发

展机制研究及潜在治疗策略开辟了新途径。

【关键词】结直肠癌；一碳代谢；叶酸；维生素B2；维生素B6；维

生素B12

据全球癌症统计数据GL0B0CAN2022发布的癌症发病率和死亡率评估，结直

肠癌(colorectalcancer,CRC)新发病例发生超过193万例，死亡病例发生9

4万例，分别占所有癌症中发病率第三位(10.0%)和死亡率第二位(9.4%)[l]o

2015年我国CRC新发病例38.76万例，占全部恶性肿瘤发病的9.87%,由CRC

导致的死亡病例18.71万例，占全部恶性肿瘤死亡的8.01%[2],居我国癌症

发病率与死亡率第五位，且呈上升趋势。由于肿瘤与基因突变关系密切，长期以

来肿瘤被定义为一种基因相关性疾病。近年来，随着基因检测的普及，越来越多

的研究表明有些癌细胞并未发生基因突变，肥胖、高血脂、糖尿病等代谢性疾病

与结直肠癌、乳腺癌、肝癌等恶性肿瘤的发生、发展密切相关3］,肿瘤的代

谢重编程成为当前研究的热点4］。

随着检测技术的发展和研究的不断深入，各种诊断CRC的生物标志物不断被

发掘5］,CRC的早发现、早诊治进一步提高了患者预后。但是预防肿瘤发生、

降低肿瘤发病率，仍然是减少癌症负担的重要举措。世界癌症研究基金会（The

WorldCancerResearchFund,WCRF）和美国癌症研究所（AmericanInstitut

eforCancerResearch,AICR）发布的《饮食、营养、体育活动与癌症：全球

视角》第3次专家报告指出，约三到四成的癌症可以通过合理的膳食营养、适量

适度的身体活动、健康的体重及避免吸烟等措施预防6］o例如，每天每90g

全麦饮食，CRC风险显著降低17%7］。因此，理解和监测营养元素及其代谢不

仅是预防CRC的基石，也是减少肿瘤相关死亡最为经济有效的措施。

维生素作为一类具有生物活性的低分子有机化合物，在体内以活性形式（如

维生素D）或以辅酶或辅酶前体的形式（如维生素B2）广泛参与体内物质代谢、

生化反应、细胞周期等生物学功能。诸多证据表明营养元素摄入不足或相关代谢

障碍与CRC有关8］o维生素B族的核黄素（维生素B2）、毗哆素（维生素B

6）、叶酸（维生素B9）和钻胺素（维生素B12）能作为辅酶或辅因子，介导一

组生化反应移含一个碳原子的基团，参与生物的一碳代谢和中心碳代谢。

一碳代谢主要包括叶酸循环和蛋氨酸（甲硫氨酸）循环，是蛋白质、脂质、

核酸和其他辅因子的重要前体，包括口卜琳、胸腺嚅呢、噂吟、谷胱甘肽（gluta

thione,GSH）和S-腺首甲硫氨酸（S-adenosylmethionine,SAM）,以此维

持肿瘤细胞的生长。一碳代谢在依赖SAM的甲基供体生成中有着核心作用，SAM

是DNA、RNA、组蛋白和蛋白质甲基移酶利用的唯一甲基供体。此外，一碳代

谢还可以通过硫途径维持肿瘤微环境的氧化还原稳态。一碳代谢过程包括两个

主要分支：核昔酸生物合成和甲基化反应，其代谢障碍可引起异常的DNA生物合

成和甲基化。循环中B族维生素的含量及一碳代谢相关酶活性的改变都可能影响

一碳代谢过程，破坏核昔酸正常生物合成和甲基化反应的失衡，促进或者抑制C

RCo

本文从4种B族维生素作为切入点，阐述与一碳代谢、CRC三者的相互关系，

为一碳代谢在肿瘤发生的机制研究以及营养治疗和肿瘤预防中提供新思路。

一、一碳单位及代谢网络的关键调控因子

（一）一碳单位

一碳单位，又称为一碳基团，是指在代谢过程中某些