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蘿卜硫素增強(qiáng)人體谷胱甘肽并影響人腦代謝物的一項(xiàng)臨床研究
發(fā)表于：2021-12-14 作者：admin 來源：本站 點(diǎn)擊量：20610
原文：Thomas W. Sedlak, Leslie G. Nucifora, Koga M , et al. Sulforaphane Augments Glutathione and Influences Brain Metabolites in Human Subjects: A Clinical Pilot Study[J]. Molecular Neuropsychiatry, 2017, 3(4):214-222.
翻譯：
蘿卜硫素增強(qiáng)人體谷胱甘肽并影響人腦代謝物的一項(xiàng)臨床研究
摘要
精神分裂癥和其他神經(jīng)精神疾病期待著有與機(jī)制相關(guān)的干預(yù)措施。已有多項(xiàng)研究表明，過量的氧化應(yīng)激越來越多地被認(rèn)為參與腦疾病的病理生理過程，且主要抗氧化劑谷胱甘肽（GSH）也相應(yīng)減少。關(guān)于通過成像技術(shù)用于評(píng)估大腦中氧化應(yīng)激相關(guān)變化的技術(shù)警告，已迫使研究人員探索外周GSH作為氧化應(yīng)激相關(guān)腦變化的可能病理特征。在GSH缺乏的臨床前模型中，我們發(fā)現(xiàn)了全腦和外周GSH水平之間的相關(guān)性。我們發(fā)現(xiàn)，在每日口服給藥7天后，天然存在的異硫氰酸酯蘿卜硫素增加健康受試者血液的GSH水平。同時(shí)，我們通過7-T磁共振波譜探討了蘿卜硫素對(duì)前扣帶皮層，海馬和丘腦中腦GSH水平的潛在影響。除了在服用蘿卜硫素后大腦谷胱甘肽水平的持續(xù)增加外，還觀察到血液和丘腦谷胱甘肽在服用蘿卜硫素前后的比例呈顯著正相關(guān)。這項(xiàng)臨床試驗(yàn)研究表明，探索外周GSH水平與臨床/神經(jīng)心理測(cè)驗(yàn)的關(guān)系，以及蘿卜硫素對(duì)神經(jīng)精神疾病中功能改變的影響，具有重要的價(jià)值。
關(guān)鍵詞
蘿卜硫素；谷胱甘肽；氧化應(yīng)激
1. 引言
氧化應(yīng)激是多種人類疾病的病理生理學(xué)的基礎(chǔ)，從心血管綜合征和糖尿病到神經(jīng)退行性疾病如阿爾茨海默病和帕金森病[1-5]。此外，最近的研究表明，氧化應(yīng)激也在神經(jīng)精神疾病如精神分裂癥（SZ）中發(fā)揮作用[6-9]。
谷胱甘肽（GSH）是氧化應(yīng)激和氧化還原平衡最重要的調(diào)節(jié)劑之一。這種抗氧化劑三肽以低毫摩爾細(xì)胞內(nèi)水平存在，并被超過20種酶直接利用以發(fā)揮其抗氧化和細(xì)胞保護(hù)作用。GSH參與許多疾病的病理狀態(tài)已早有報(bào)道[10-13]。
研究和治療腦部疾病的障礙是獲得生物標(biāo)本，這些標(biāo)本更容易用于外周疾病。因此，許多研究依賴于更容易獲得的血液和腦脊髓液樣本來表征神經(jīng)精神疾病的分子基礎(chǔ)[14-23]。盡管受試者之間存在差異，但多項(xiàng)研究報(bào)道，在外周可獲得的組織和液體（如血液）中，精神分裂癥中GSH顯著降低[6,18,19,24-29]。
然而，與精神分裂癥相關(guān)的腦中GSH的分子分布尚不清楚。體內(nèi)磁共振波譜（MRS）是一種用于測(cè)量腦代謝物水平的分析技術(shù)[30]。MRS的成功應(yīng)用顯示精神分裂癥患者的腦谷氨酸（Glu）和γ-氨基丁酸（GABA）水平發(fā)生了改變[31-34]。相比之下，GSH的數(shù)據(jù)不太一致[19,35,36]。3-T MRS檢測(cè)谷胱甘肽水平的敏感性有限可能是這種不一致的潛在原因，而使用7-T MRS的研究應(yīng)該改進(jìn)檢測(cè)，并產(chǎn)生更一致的結(jié)果。因此，目前對(duì)基于MRS的GSH指標(biāo)的解讀應(yīng)持謹(jǐn)慎態(tài)度。目前的MRS方法可能不夠靈敏，無法檢測(cè)與病理改變相關(guān)的微妙但關(guān)鍵的變化。因此，許多研究人員正在探索外周GSH作為氧化應(yīng)激相關(guān)腦變化的可能標(biāo)志的潛在效用。
蘿卜硫素是一種天然的植物化學(xué)物質(zhì)，富含在十字花科植物的種子和芽，如西蘭花。它在創(chuàng)傷性腦和脊髓損傷的臨床前模型中顯示出前景[37,38]。蘿卜硫素通過與細(xì)胞抑制因子KEAP1結(jié)合并分離的能力激活轉(zhuǎn)錄因子Nrf2 [39,40]。因此，蘿卜硫素有望促進(jìn)適當(dāng)?shù)难趸€原平衡和對(duì)氧化應(yīng)激[41]的保護(hù)。由于其存在于消費(fèi)性食品中，因此蘿卜硫素是進(jìn)一步人類研究的有吸引力的候選者。事實(shí)上，它在治療哮喘、空氣污染損傷、良性前列腺增生、紫外線引起的紅斑、糖尿病、控制幽門螺桿菌(胃癌的一種致癌物)，以及預(yù)防多種不同癌癥方面都有潛在的應(yīng)用價(jià)值[42-44]。最近的報(bào)道表明，使用蘿卜硫素可改善諸如自閉癥和精神分裂等人類大腦疾病狀況[45-47]。盡管如此，仍然難以理解蘿卜硫素如何與神經(jīng)精神病癥的發(fā)病機(jī)制相關(guān)聯(lián)。
我們假設(shè)向受試者使用蘿卜硫素可以增加血液和腦部GSH水平，并且外周血GSH水平可以反映大腦中的氧化應(yīng)激和氧化還原相關(guān)的生理學(xué)和病理生理學(xué)。鑒于蘿卜硫素可能是一種候選治療方法，研究蘿卜硫素對(duì)GSH的影響可能是確定預(yù)測(cè)有益效果的標(biāo)志物的第一步。
2. 方法
2.1 小鼠模型
本研究中使用具有CD1背景的神經(jīng)元谷氨酸轉(zhuǎn)運(yùn)體-1敲除（Eaac1 KO）小鼠[48]和野生型（WT）小鼠，并將其置于受控設(shè)施中（23±1℃； 50±5％濕度；光照和黑暗循環(huán)分別在上午7點(diǎn)和下午7點(diǎn)開始），可自由獲取食物和水。在來自3個(gè)月大的雄性小鼠（Eaac1 KO小鼠，n = 4；WT小鼠，n = 5）的全腦中定量GSH水平。 我們利用雄性動(dòng)物作為嚙齒動(dòng)物GSH酶水平在發(fā)情期間波動(dòng)高達(dá)50％[49]。三個(gè)月大的動(dòng)物體內(nèi)的谷胱甘肽水平不像一歲以上的嚙齒動(dòng)物那樣隨年齡增長(zhǎng)而下降（3個(gè)月齡的動(dòng)物沒有年齡依賴性的GSH水平下降）[50]。
2.2 西蘭花芽提取物（蘿卜硫素）
本研究中使用的西蘭花芽提取物是一種高度標(biāo)準(zhǔn)化的蘿卜硫素配方制劑[51,52]。如前所述[45,53-58]，2個(gè)西蘭花提取物凝膠膠囊中蘿卜硫素的標(biāo)準(zhǔn)含量為100μmol，每天2粒，連續(xù)7天。100μmol蘿卜硫素的劑量和7天的治療持續(xù)時(shí)間是根據(jù)先前的研究經(jīng)驗(yàn)確定的，包括一項(xiàng)試驗(yàn)證明在受試者的鼻腔灌洗細(xì)胞中誘導(dǎo)抗氧化酶[59]和改善空氣污染物的排泄[56]。本蘿卜硫素的配方生物利用度為80%[58]，口服攝入后1小時(shí)達(dá)到血漿峰值水平，一級(jí)動(dòng)力學(xué)下降，并在尿液中積極排泄（8小時(shí)為60％）[58,60]。
2.3 人類研究受試者
在美國(guó)馬里蘭州巴爾的摩的約翰霍普金斯精神分裂癥中心招募了9名健康志愿者（5名男性和4名女性）。人口統(tǒng)計(jì)信息見表1。男性和女性的GSH水平相似[61]。本研究包括年齡較小的受試者（年齡21-26歲，1名受試者年齡56歲）。如果受試者有嚴(yán)重精神疾病的個(gè)人或直系親屬病史、近期醫(yī)院感染史、慢性神經(jīng)系統(tǒng)疾病、導(dǎo)致意識(shí)喪失的創(chuàng)傷性頭部損傷或活性物質(zhì)濫用，則被排除在外。我們將煙草吸煙者排除在本研究之外，因?yàn)槲鼰熓且阎难趸瘧?yīng)激誘導(dǎo)因子[62,63]。具有MRI掃描禁忌癥的患者，例如依賴于苯二氮卓類藥物，禁止性幽閉恐怖癥，金屬植入物或假肢，起搏器或?qū)κ茉囌邩?gòu)成安全風(fēng)險(xiǎn)的任何醫(yī)學(xué)病癥（例如，中耳疾病）也被排除在外。
2.4 臨床研究設(shè)計(jì)
受試者完成了兩次間隔時(shí)間為7天（1周）的隨訪。受試者每天早晨空腹服用2個(gè)西蘭花芽提取物凝膠膠囊給（內(nèi)含100μmol蘿卜硫素），為期1周。研究人員通過電話聯(lián)系受試者，提醒受試者每天服用按時(shí)按量西蘭花提取物。在第一次給藥前和最后一次給藥后4小時(shí)內(nèi)收集尿液和血液樣本。在第一次給藥前和最后一次給藥后4小時(shí)內(nèi)進(jìn)行MRS掃描。受試者完成了服用提取物的日期和時(shí)間的日志記錄，并記錄了他們?cè)谘芯科陂g所經(jīng)歷的任何潛在不適或疾病。三名受試者在空腹服用提取物時(shí)表示輕度到中度惡心或腹痛。研究設(shè)計(jì)總結(jié)在在線補(bǔ)充圖1中（對(duì)于所有在線補(bǔ)充材料，請(qǐng)參見
www.karger.com/doi/10.1159/000487639 ）。
2.5 血液和腦組織中GSH水平的測(cè)量（小鼠和人類）
GSH總量(GSH和谷胱甘肽二硫醚的總和[GSSG])采用Tietze方法的改進(jìn)方法在人血細(xì)胞中測(cè)定[64]。我們將“總GSH”簡(jiǎn)稱為“GSH”。 我們使用這些方法在多項(xiàng)研究中量化了GSH和氧化應(yīng)激[18,65,66]。將非單核細(xì)胞血細(xì)胞重懸于含有200mM 2-（N-嗎啉代）乙磺酸和1mM EDTA（乙二胺四乙酸）的緩沖液中并超聲處理。裂解后的細(xì)胞懸液在4℃下以10000 g旋轉(zhuǎn)15分鐘。通過加入50％v / v新鮮制備的10％偏磷酸將所得上清液脫蛋白，然后在室溫下孵育5分鐘。然后將脫蛋白質(zhì)樣品以2,000g旋轉(zhuǎn)2分鐘，并將上清液儲(chǔ)存在-20℃直至測(cè)定。通過向100μL經(jīng)過偏磷酸處理的細(xì)胞裂解物中加入5μL新制備的4M三乙醇胺進(jìn)行動(dòng)力學(xué)測(cè)定。然后嚴(yán)格按照制造商的說明使用試劑盒（Cayman Chemical Company； 703002）測(cè)量GSH。測(cè)量GSH對(duì)5,5'-二硫代雙（2-硝基苯甲酸）還原的415nm處吸光度的增加速率反映了總GSH含量。使動(dòng)力學(xué)測(cè)定運(yùn)行20分鐘，每隔1分鐘收集數(shù)據(jù)。血漿中總GSH的濃度報(bào)告為nmol / mL。使用0至16nmol / mL的標(biāo)準(zhǔn)曲線校準(zhǔn)測(cè)定。使用2次獨(dú)立測(cè)量的平均值確定每個(gè)報(bào)告的GSH值。
2.6 7-T磁共振光譜（7-T MRS）
使用配備有32通道頭部線圈（Nova Medical，Wilmington，MA，USA）的7-T掃描儀（Philips Achieva； Philips，Best，The Netherlands）掃描所有受試者。采用梯度回波序列(FOV = 220×220×180 mm)磁化制備快速采集3D T1加權(quán)圖像。使用刺激回聲采集模式序列（TE / TM / TR = 14/33 / 3,000ms，NEX = 128），從前扣帶皮層（ACC； 30×30×30mm），左側(cè)海馬（HP； 35×15×15mm）和雙側(cè)丘腦（THAL； 20×30×15mm）記錄光譜，除了2個(gè)受試者，其中光譜僅從ACC記錄，體素大小為38×30×30mm（在線補(bǔ)充圖2）。
并非所有剩余的受試者都獲得了針對(duì)所有三個(gè)大腦區(qū)域的MRS數(shù)據(jù)。VAPOR（可變功率和優(yōu)化的弛豫延遲）水抑制用于最小化主要水信號(hào)[67]。另外，還從每個(gè)體素（NEX = 16）獲得沒有水抑制的參考掃描。利用LCModel軟件包對(duì)光譜進(jìn)行分析[68]，并從VeSPA項(xiàng)目中模擬出一個(gè)基集[69]。以未抑制的水信號(hào)為參照，對(duì)代謝物濃度進(jìn)行歸一化。擬合誤差采用CRLBs (Cramér-Rao下界)進(jìn)行評(píng)估。代謝物濃度僅在相應(yīng)的CRLB值低于20%時(shí)才納入進(jìn)一步的統(tǒng)計(jì)分析。
我們研究的目的是確定蘿卜硫素治療后腦GSH水平的變化，可能與血液GSH水平相關(guān)； 因此GSH是我們的主要結(jié)果指標(biāo)。 GABA，谷氨酰胺（Gln），Glu和N-乙酰天冬氨酸（NAA）作為次要結(jié)果測(cè)量。使用配對(duì)t檢驗(yàn)比較GABA，Gln，Glu，GSH和NAA濃度的治療前和治療后測(cè)量值之間的差異。
表1. 臨床和人口統(tǒng)計(jì)學(xué)特征
圖1. 測(cè)量野生型（WT）和Eaac1敲除（+/-）小鼠中血細(xì)胞和腦組織中的谷胱甘肽（GSH）水平。a. 與WT同窩小鼠（n = 5）相比，3個(gè)月大的雄性Eaac1 +/-小鼠（n = 4）中淋巴細(xì)胞中總GSH水平顯著降低。b. 與WT同窩小鼠相比，Eaac1 +/-小鼠中全腦中總GSH水平顯著降低。c. 各個(gè)動(dòng)物（白色圓圈，WT小鼠； 黑色圓圈，Eaac1 +/-小鼠）中淋巴細(xì)胞和腦中總GSH的水平不同。然而，淋巴細(xì)胞中總GSH水平與腦中總GSH水平的比例是恒定的。
圖2.測(cè)量人血細(xì)胞中谷胱甘肽（GSH）的水平。在給予蘿卜硫素（SFN）1周后，細(xì)胞GSH顯著增加（雙尾，配對(duì)t檢驗(yàn)：p = 0.02）。
2.7 分析與統(tǒng)計(jì)
使用R版本3.3.0 for Windows進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。使用蘿卜硫素前和后血液GSH比值和代謝物比值計(jì)算通過MRS測(cè)量的血液GSH水平和腦代謝物水平之間的相關(guān)關(guān)系。血GSH比值采用Shapiro-Wilk正態(tài)檢驗(yàn)確定為非參數(shù)；因此，我們采用Spearman相關(guān)系數(shù)來確定血GSH與腦MRS數(shù)據(jù)之間的關(guān)系。對(duì)于非參數(shù)數(shù)據(jù)，使用Mann-Whitney檢驗(yàn)對(duì)WT和Eaac1 KO小鼠中淋巴細(xì)胞和腦中的總GSH水平進(jìn)行兩組比較。Spearman相關(guān)系數(shù)用于確定大腦中總GSH水平與小鼠淋巴細(xì)胞中GSH水平之間的關(guān)系。
Spearman的相關(guān)分析和成對(duì)的雙尾t檢驗(yàn)用于確定性別對(duì)對(duì)血GSH水平中蘿卜硫素反應(yīng)的影響。Wilcoxon秩和檢驗(yàn)用于確定種族類別是否是血液中GSH水平的協(xié)變量。Pearson相關(guān)分析用于確定年齡對(duì)血液GSH水平中蘿卜硫素反應(yīng)的影響。為了進(jìn)行徹底的分析，使用單變量和多變量線性回歸模型分別確定種族和年齡以及性別和種族對(duì)THAL GSH水平的蘿卜硫素響應(yīng)的影響。應(yīng)用Shapiro-Wilk測(cè)試來確認(rèn)正態(tài)性（參數(shù)或非參數(shù)）。 使用Benjamini和Hochberg的方法調(diào)整p值。 所有數(shù)據(jù)表示為平均值±標(biāo)準(zhǔn)偏差（SD）和α值p <0.05。
3. 結(jié)果
3.1 小鼠模型中觀察到的外周和腦GSH水平
我們檢測(cè)了外周GSH水平是否可以反映動(dòng)物模型中腦GSH水平的病理生理變化。我們最初使用小鼠模型系統(tǒng)，在這些模型所提供的受控遺傳和環(huán)境條件下，研究血液和大腦中GSH缺乏的影響。由于研究蘿卜硫素對(duì)GSH水平的影響是我們的主要目標(biāo)，人體研究通常具有一定程度的遺傳和環(huán)境變異性，我們希望小鼠模型可以指導(dǎo)我們的人體研究來檢查外周腦與腦內(nèi)GSH水平之間的關(guān)系在控制遺傳和環(huán)境系統(tǒng)下。我們使用Eaac1 KO小鼠，由于其合成不足，大腦中的GSH水平降低[48]。首先，我們重復(fù)了先前的研究結(jié)果[48]，與WT小鼠相比，Eaac1 KO小鼠的腦GSH水平降低（圖1a）。我們的研究表明，與WT小鼠相比，Eaac1 KO小鼠的外周循環(huán)淋巴細(xì)胞大大降低了GSH水平（p = 0.008）（圖1b）。重要的是，腦和外周GSH水平在WT和KO小鼠中顯著相關(guān)（ρ= 0.967； p <0.001）（圖1c）。因此，雖然我們需要謹(jǐn)慎地推廣這些觀察結(jié)果，但外周GSH水平的測(cè)量可能是腦GSH水平的潛在有用指標(biāo)。
3.2 每日服用蘿卜硫素連續(xù)7天后，受試者的血液GSH水平升高
服用前和服用后尿液分析證實(shí)存在尿蘿卜硫素代謝物，證實(shí)受試者遵守口服蘿卜硫素方案(數(shù)據(jù)未顯示)。在給予蘿卜硫素1周后，研究受試者證實(shí)了非單核細(xì)胞中GSH的顯著增加，其包括T細(xì)胞，B細(xì)胞和NK細(xì)胞的混合物（圖2）。給予蘿卜硫素前GSH水平為9。22 nmol / mL，使用蘿卜硫素后為12。2 nmol / mL，增加32％。蘿卜硫素對(duì)GSH影響與受試者的年齡（r = -0.1936； p = 0.62）和他們的性別（ρ= 0.087； p = 0.825）都沒有相關(guān)性。也沒有發(fā)現(xiàn)種族是一個(gè)解釋變量，正如四組的Wilcoxon秩和檢驗(yàn)所證明的那樣（p = 0.318）。
3.3 通過MRS測(cè)量腦代謝物
在這項(xiàng)研究中，我們獲得了三個(gè)不同腦區(qū)（THAL，HP和ACC）中五種代謝物（GSH，GABA，Gln，Glu和NAA）的測(cè)量值。我們特別選擇了這三個(gè)大腦區(qū)域，因?yàn)樗鼈兪蔷穹至寻Y [70-77]中受影響的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)和功能連接的基礎(chǔ)。我們?cè)诒狙芯恐械闹饕僭O(shè)是蘿卜硫素可能影響這些大腦區(qū)域的GSH水平，并可能與外周血中的GSH水平相關(guān)。
我們發(fā)現(xiàn)HP GSH從1。11±0.34增加到1。38±0.28 mM（p = 0.041；配對(duì)，雙尾t檢驗(yàn)；在線補(bǔ)充圖2）。THAL和ACC中GSH水平的變化沒有達(dá)到顯著性。在給予蘿卜硫素之前和之后，THAL GSH水平的代表性成對(duì)分析顯示在在線補(bǔ)充圖3中。關(guān)于針對(duì)本研究的非主要假設(shè)量化的其他腦代謝物，THAL中的Gln水平從1。21±0.22增加至1。49±0.26mM（p = 0.017；配對(duì)，雙尾t檢驗(yàn)）。由于樣本量有限，在多次比較的事后校正后，增加并不顯著，但在考慮受試者數(shù)量較少時(shí)，結(jié)果仍然具有啟發(fā)性。
通過線性回歸分析確定，腦GSH水平的蘿卜硫素響應(yīng)不受年齡，性別或種族的影響。我們對(duì)THAL中測(cè)量的GSH水平進(jìn)行了代表性分析，因?yàn)樵搮^(qū)域產(chǎn)生的結(jié)果與蘿卜硫素?cái)z入前后血液中GSH水平的生化測(cè)量最顯著相關(guān)。在多元線性回歸分析中，對(duì)于年齡，性別和種族使用蘿卜硫素之前和之后THAL中GSH水平的各自p值分別為0.582,0.900和0.567，并且種族單變量分析中p = 0.406。總的來說，年齡，性別和種族不是與腦GSH水平的蘿卜硫素反應(yīng)相關(guān)的協(xié)變量。
我們觀察到血液中的GSH水平與THAL腦區(qū)域中的GSH水平之間顯著正相關(guān)（ρ= 0.943； p = 0.017； q = 0.051）。為了提高透明度，我們還報(bào)告了在三個(gè)不同的腦區(qū)測(cè)量的所有五種代謝物的相關(guān)結(jié)果（在線表1)。使用蘿卜硫素后，血液GSH的增加與THAL中的GABA，Gln，Glu和GSH正相關(guān)。雖然這些相關(guān)性在多次比較后并不顯著，但仍然具有啟發(fā)性。 功效分析計(jì)算表明，n = 50的樣本量將產(chǎn)生顯著的結(jié)果，這將是未來研究的重點(diǎn)。
4. 討論
我們報(bào)道，短期使用蘿卜硫素足以顯著增加受試者的外周GSH水平。我們發(fā)現(xiàn)HP中GSH增加，但在評(píng)估的大腦區(qū)域中沒有。外周GSH比值與蘿卜硫素處理后THAL中的腦GSH水平具有強(qiáng)烈且顯著正相關(guān)，與我們的遺傳和環(huán)境均一的臨床前GSH缺乏小鼠模型研究獲得的結(jié)果一致。
在這項(xiàng)研究中，我們進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析，以驗(yàn)證年齡、性別和種族不影響參與人群中GSH水平的蘿卜硫素反應(yīng)。雖然據(jù)報(bào)道GCLC GAG TNR多態(tài)性影響歐洲高加索人群中的GSH水平[78]，但我們報(bào)道特定基因型可能不會(huì)影響我們研究人群（包括非裔美國(guó)人在內(nèi)的北美人群）的水平[79]。遺傳和/或環(huán)境因素可能影響GSH水平的蘿卜硫素反應(yīng)仍然是難以捉摸的。
如已經(jīng)報(bào)道的心血管和腦血管疾病，可能需要更長(zhǎng)的治療持續(xù)時(shí)間和/或更高的劑量。例如，在涉及患有2型糖尿病的受試者的臨床試驗(yàn)中，報(bào)告了氧化應(yīng)激的改善，其中劑量為10g /天（~225μmol）的蘿卜硫素，持續(xù)時(shí)間為4周，每次顯著高于目前研究[80]。這可能是因?yàn)槲覀冊(cè)诒狙芯恐袃H觀察到蘿卜硫素處理后大腦代謝物的暗示性變化。然而，我們的短期給藥策略耐受性良好，這將進(jìn)一步促進(jìn)隨后的蘿卜硫素方案，以試圖將臨床生物標(biāo)志物與患者導(dǎo)向的結(jié)果聯(lián)系起來。
當(dāng)通過標(biāo)準(zhǔn)生化測(cè)定法定量?jī)烧邥r(shí)，外周和腦GSH水平在小鼠中相關(guān)。盡管如此，至少對(duì)于使用蘿卜硫素的當(dāng)前劑量和持續(xù)時(shí)間而言，目前尚不清楚血清中的蘿卜硫素引起的血液中GSH的增加對(duì)于大腦意味著什么。在受試者中通過MRS估計(jì)腦中的GSH濃度具有局限性或者至少目前需要謹(jǐn)慎[81]。蘿卜硫素可能穿過血腦屏障，盡管它的效力和必要的劑量在人類中尚未建立。在大鼠中，外周給藥蘿卜硫素可誘導(dǎo)大腦中的抗炎HO-1基因，對(duì)腦卒中、創(chuàng)傷性腦損傷和苯環(huán)利定誘導(dǎo)的運(yùn)動(dòng)亢進(jìn)均有有益作用[37,82,83]。
蘿卜硫素干預(yù)的結(jié)果研究將受益于將臨床表型與客觀測(cè)量的生物標(biāo)志物聯(lián)系起來，這些生物標(biāo)志物可能反映了疾病的病理生理學(xué)[47]。例如，在提交的研究中，我們將報(bào)告外周GSH水平可能與認(rèn)知功能相關(guān)。因此，我們認(rèn)為探索外周GSH與臨床/神經(jīng)心理學(xué)測(cè)量之間可能的相關(guān)性以及蘿卜硫素對(duì)神經(jīng)精神障礙中改變的功能測(cè)量的影響具有重要意義。本研究是后期同類研究的關(guān)鍵起點(diǎn)。
翻譯：
蘿卜硫素增強(qiáng)人體谷胱甘肽并影響人腦代謝物的一項(xiàng)臨床研究
摘要
精神分裂癥和其他神經(jīng)精神疾病期待著有與機(jī)制相關(guān)的干預(yù)措施。已有多項(xiàng)研究表明，過量的氧化應(yīng)激越來越多地被認(rèn)為參與腦疾病的病理生理過程，且主要抗氧化劑谷胱甘肽（GSH）也相應(yīng)減少。關(guān)于通過成像技術(shù)用于評(píng)估大腦中氧化應(yīng)激相關(guān)變化的技術(shù)警告，已迫使研究人員探索外周GSH作為氧化應(yīng)激相關(guān)腦變化的可能病理特征。在GSH缺乏的臨床前模型中，我們發(fā)現(xiàn)了全腦和外周GSH水平之間的相關(guān)性。我們發(fā)現(xiàn)，在每日口服給藥7天后，天然存在的異硫氰酸酯蘿卜硫素增加健康受試者血液的GSH水平。同時(shí)，我們通過7-T磁共振波譜探討了蘿卜硫素對(duì)前扣帶皮層，海馬和丘腦中腦GSH水平的潛在影響。除了在服用蘿卜硫素后大腦谷胱甘肽水平的持續(xù)增加外，還觀察到血液和丘腦谷胱甘肽在服用蘿卜硫素前后的比例呈顯著正相關(guān)。這項(xiàng)臨床試驗(yàn)研究表明，探索外周GSH水平與臨床/神經(jīng)心理測(cè)驗(yàn)的關(guān)系，以及蘿卜硫素對(duì)神經(jīng)精神疾病中功能改變的影響，具有重要的價(jià)值。
關(guān)鍵詞
蘿卜硫素；谷胱甘肽；氧化應(yīng)激
1. 引言
氧化應(yīng)激是多種人類疾病的病理生理學(xué)的基礎(chǔ)，從心血管綜合征和糖尿病到神經(jīng)退行性疾病如阿爾茨海默病和帕金森病[1-5]。此外，最近的研究表明，氧化應(yīng)激也在神經(jīng)精神疾病如精神分裂癥（SZ）中發(fā)揮作用[6-9]。
谷胱甘肽（GSH）是氧化應(yīng)激和氧化還原平衡最重要的調(diào)節(jié)劑之一。這種抗氧化劑三肽以低毫摩爾細(xì)胞內(nèi)水平存在，并被超過20種酶直接利用以發(fā)揮其抗氧化和細(xì)胞保護(hù)作用。GSH參與許多疾病的病理狀態(tài)已早有報(bào)道[10-13]。
研究和治療腦部疾病的障礙是獲得生物標(biāo)本，這些標(biāo)本更容易用于外周疾病。因此，許多研究依賴于更容易獲得的血液和腦脊髓液樣本來表征神經(jīng)精神疾病的分子基礎(chǔ)[14-23]。盡管受試者之間存在差異，但多項(xiàng)研究報(bào)道，在外周可獲得的組織和液體（如血液）中，精神分裂癥中GSH顯著降低[6,18,19,24-29]。
然而，與精神分裂癥相關(guān)的腦中GSH的分子分布尚不清楚。體內(nèi)磁共振波譜（MRS）是一種用于測(cè)量腦代謝物水平的分析技術(shù)[30]。MRS的成功應(yīng)用顯示精神分裂癥患者的腦谷氨酸（Glu）和γ-氨基丁酸（GABA）水平發(fā)生了改變[31-34]。相比之下，GSH的數(shù)據(jù)不太一致[19,35,36]。3-T MRS檢測(cè)谷胱甘肽水平的敏感性有限可能是這種不一致的潛在原因，而使用7-T MRS的研究應(yīng)該改進(jìn)檢測(cè)，并產(chǎn)生更一致的結(jié)果。因此，目前對(duì)基于MRS的GSH指標(biāo)的解讀應(yīng)持謹(jǐn)慎態(tài)度。目前的MRS方法可能不夠靈敏，無法檢測(cè)與病理改變相關(guān)的微妙但關(guān)鍵的變化。因此，許多研究人員正在探索外周GSH作為氧化應(yīng)激相關(guān)腦變化的可能標(biāo)志的潛在效用。
蘿卜硫素是一種天然的植物化學(xué)物質(zhì)，富含在十字花科植物的種子和芽，如西蘭花。它在創(chuàng)傷性腦和脊髓損傷的臨床前模型中顯示出前景[37,38]。蘿卜硫素通過與細(xì)胞抑制因子KEAP1結(jié)合并分離的能力激活轉(zhuǎn)錄因子Nrf2 [39,40]。因此，蘿卜硫素有望促進(jìn)適當(dāng)?shù)难趸€原平衡和對(duì)氧化應(yīng)激[41]的保護(hù)。由于其存在于消費(fèi)性食品中，因此蘿卜硫素是進(jìn)一步人類研究的有吸引力的候選者。事實(shí)上，它在治療哮喘、空氣污染損傷、良性前列腺增生、紫外線引起的紅斑、糖尿病、控制幽門螺桿菌(胃癌的一種致癌物)，以及預(yù)防多種不同癌癥方面都有潛在的應(yīng)用價(jià)值[42-44]。最近的報(bào)道表明，使用蘿卜硫素可改善諸如自閉癥和精神分裂等人類大腦疾病狀況[45-47]。盡管如此，仍然難以理解蘿卜硫素如何與神經(jīng)精神病癥的發(fā)病機(jī)制相關(guān)聯(lián)。
我們假設(shè)向受試者使用蘿卜硫素可以增加血液和腦部GSH水平，并且外周血GSH水平可以反映大腦中的氧化應(yīng)激和氧化還原相關(guān)的生理學(xué)和病理生理學(xué)。鑒于蘿卜硫素可能是一種候選治療方法，研究蘿卜硫素對(duì)GSH的影響可能是確定預(yù)測(cè)有益效果的標(biāo)志物的第一步。
2. 方法
2.1 小鼠模型
本研究中使用具有CD1背景的神經(jīng)元谷氨酸轉(zhuǎn)運(yùn)體-1敲除（Eaac1 KO）小鼠[48]和野生型（WT）小鼠，并將其置于受控設(shè)施中（23±1℃； 50±5％濕度；光照和黑暗循環(huán)分別在上午7點(diǎn)和下午7點(diǎn)開始），可自由獲取食物和水。在來自3個(gè)月大的雄性小鼠（Eaac1 KO小鼠，n = 4；WT小鼠，n = 5）的全腦中定量GSH水平。 我們利用雄性動(dòng)物作為嚙齒動(dòng)物GSH酶水平在發(fā)情期間波動(dòng)高達(dá)50％[49]。三個(gè)月大的動(dòng)物體內(nèi)的谷胱甘肽水平不像一歲以上的嚙齒動(dòng)物那樣隨年齡增長(zhǎng)而下降（3個(gè)月齡的動(dòng)物沒有年齡依賴性的GSH水平下降）[50]。
2.2 西蘭花芽提取物（蘿卜硫素）
本研究中使用的西蘭花芽提取物是一種高度標(biāo)準(zhǔn)化的蘿卜硫素配方制劑[51,52]。如前所述[45,53-58]，2個(gè)西蘭花提取物凝膠膠囊中蘿卜硫素的標(biāo)準(zhǔn)含量為100μmol，每天2粒，連續(xù)7天。100μmol蘿卜硫素的劑量和7天的治療持續(xù)時(shí)間是根據(jù)先前的研究經(jīng)驗(yàn)確定的，包括一項(xiàng)試驗(yàn)證明在受試者的鼻腔灌洗細(xì)胞中誘導(dǎo)抗氧化酶[59]和改善空氣污染物的排泄[56]。本蘿卜硫素的配方生物利用度為80%[58]，口服攝入后1小時(shí)達(dá)到血漿峰值水平，一級(jí)動(dòng)力學(xué)下降，并在尿液中積極排泄（8小時(shí)為60％）[58,60]。
2.3 人類研究受試者
在美國(guó)馬里蘭州巴爾的摩的約翰霍普金斯精神分裂癥中心招募了9名健康志愿者（5名男性和4名女性）。人口統(tǒng)計(jì)信息見表1。男性和女性的GSH水平相似[61]。本研究包括年齡較小的受試者（年齡21-26歲，1名受試者年齡56歲）。如果受試者有嚴(yán)重精神疾病的個(gè)人或直系親屬病史、近期醫(yī)院感染史、慢性神經(jīng)系統(tǒng)疾病、導(dǎo)致意識(shí)喪失的創(chuàng)傷性頭部損傷或活性物質(zhì)濫用，則被排除在外。我們將煙草吸煙者排除在本研究之外，因?yàn)槲鼰熓且阎难趸瘧?yīng)激誘導(dǎo)因子[62,63]。具有MRI掃描禁忌癥的患者，例如依賴于苯二氮卓類藥物，禁止性幽閉恐怖癥，金屬植入物或假肢，起搏器或?qū)κ茉囌邩?gòu)成安全風(fēng)險(xiǎn)的任何醫(yī)學(xué)病癥（例如，中耳疾病）也被排除在外。
2.4 臨床研究設(shè)計(jì)
受試者完成了兩次間隔時(shí)間為7天（1周）的隨訪。受試者每天早晨空腹服用2個(gè)西蘭花芽提取物凝膠膠囊給（內(nèi)含100μmol蘿卜硫素），為期1周。研究人員通過電話聯(lián)系受試者，提醒受試者每天服用按時(shí)按量西蘭花提取物。在第一次給藥前和最后一次給藥后4小時(shí)內(nèi)收集尿液和血液樣本。在第一次給藥前和最后一次給藥后4小時(shí)內(nèi)進(jìn)行MRS掃描。受試者完成了服用提取物的日期和時(shí)間的日志記錄，并記錄了他們?cè)谘芯科陂g所經(jīng)歷的任何潛在不適或疾病。三名受試者在空腹服用提取物時(shí)表示輕度到中度惡心或腹痛。研究設(shè)計(jì)總結(jié)在在線補(bǔ)充圖1中（對(duì)于所有在線補(bǔ)充材料，請(qǐng)參見
www.karger.com/doi/10.1159/000487639 ）。
2.5 血液和腦組織中GSH水平的測(cè)量（小鼠和人類）
GSH總量(GSH和谷胱甘肽二硫醚的總和[GSSG])采用Tietze方法的改進(jìn)方法在人血細(xì)胞中測(cè)定[64]。我們將“總GSH”簡(jiǎn)稱為“GSH”。 我們使用這些方法在多項(xiàng)研究中量化了GSH和氧化應(yīng)激[18,65,66]。將非單核細(xì)胞血細(xì)胞重懸于含有200mM 2-（N-嗎啉代）乙磺酸和1mM EDTA（乙二胺四乙酸）的緩沖液中并超聲處理。裂解后的細(xì)胞懸液在4℃下以10000 g旋轉(zhuǎn)15分鐘。通過加入50％v / v新鮮制備的10％偏磷酸將所得上清液脫蛋白，然后在室溫下孵育5分鐘。然后將脫蛋白質(zhì)樣品以2,000g旋轉(zhuǎn)2分鐘，并將上清液儲(chǔ)存在-20℃直至測(cè)定。通過向100μL經(jīng)過偏磷酸處理的細(xì)胞裂解物中加入5μL新制備的4M三乙醇胺進(jìn)行動(dòng)力學(xué)測(cè)定。然后嚴(yán)格按照制造商的說明使用試劑盒（Cayman Chemical Company； 703002）測(cè)量GSH。測(cè)量GSH對(duì)5,5'-二硫代雙（2-硝基苯甲酸）還原的415nm處吸光度的增加速率反映了總GSH含量。使動(dòng)力學(xué)測(cè)定運(yùn)行20分鐘，每隔1分鐘收集數(shù)據(jù)。血漿中總GSH的濃度報(bào)告為nmol / mL。使用0至16nmol / mL的標(biāo)準(zhǔn)曲線校準(zhǔn)測(cè)定。使用2次獨(dú)立測(cè)量的平均值確定每個(gè)報(bào)告的GSH值。
2.6 7-T磁共振光譜（7-T MRS）
使用配備有32通道頭部線圈（Nova Medical，Wilmington，MA，USA）的7-T掃描儀（Philips Achieva； Philips，Best，The Netherlands）掃描所有受試者。采用梯度回波序列(FOV = 220×220×180 mm)磁化制備快速采集3D T1加權(quán)圖像。使用刺激回聲采集模式序列（TE / TM / TR = 14/33 / 3,000ms，NEX = 128），從前扣帶皮層（ACC； 30×30×30mm），左側(cè)海馬（HP； 35×15×15mm）和雙側(cè)丘腦（THAL； 20×30×15mm）記錄光譜，除了2個(gè)受試者，其中光譜僅從ACC記錄，體素大小為38×30×30mm（在線補(bǔ)充圖2）。
并非所有剩余的受試者都獲得了針對(duì)所有三個(gè)大腦區(qū)域的MRS數(shù)據(jù)。VAPOR（可變功率和優(yōu)化的弛豫延遲）水抑制用于最小化主要水信號(hào)[67]。另外，還從每個(gè)體素（NEX = 16）獲得沒有水抑制的參考掃描。利用LCModel軟件包對(duì)光譜進(jìn)行分析[68]，并從VeSPA項(xiàng)目中模擬出一個(gè)基集[69]。以未抑制的水信號(hào)為參照，對(duì)代謝物濃度進(jìn)行歸一化。擬合誤差采用CRLBs (Cramér-Rao下界)進(jìn)行評(píng)估。代謝物濃度僅在相應(yīng)的CRLB值低于20%時(shí)才納入進(jìn)一步的統(tǒng)計(jì)分析。
我們研究的目的是確定蘿卜硫素治療后腦GSH水平的變化，可能與血液GSH水平相關(guān)； 因此GSH是我們的主要結(jié)果指標(biāo)。 GABA，谷氨酰胺（Gln），Glu和N-乙酰天冬氨酸（NAA）作為次要結(jié)果測(cè)量。使用配對(duì)t檢驗(yàn)比較GABA，Gln，Glu，GSH和NAA濃度的治療前和治療后測(cè)量值之間的差異。
表1. 臨床和人口統(tǒng)計(jì)學(xué)特征
| 性別，n(%) | |
| 男 | 5（56） |
| 女 | 4（44） |
| 平均年齡±SD，年 | 27.8±10.67 |
| 種族，n(%) | |
| 白種人 | 2（22） |
| 美國(guó)黑人 | 3（34） |
| 亞洲人 | 2（22） |
| 其他 | 2（22） |
| 教育水平，n(%) | |
| 高學(xué)歷 | 5（56） |
| 大學(xué)生 | 4（44） |
| 是否吸煙，n(%) | |
| 吸煙者 | 0（0） |
| 不吸煙者 | 9（100） |
圖1. 測(cè)量野生型（WT）和Eaac1敲除（+/-）小鼠中血細(xì)胞和腦組織中的谷胱甘肽（GSH）水平。a. 與WT同窩小鼠（n = 5）相比，3個(gè)月大的雄性Eaac1 +/-小鼠（n = 4）中淋巴細(xì)胞中總GSH水平顯著降低。b. 與WT同窩小鼠相比，Eaac1 +/-小鼠中全腦中總GSH水平顯著降低。c. 各個(gè)動(dòng)物（白色圓圈，WT小鼠； 黑色圓圈，Eaac1 +/-小鼠）中淋巴細(xì)胞和腦中總GSH的水平不同。然而，淋巴細(xì)胞中總GSH水平與腦中總GSH水平的比例是恒定的。
圖2.測(cè)量人血細(xì)胞中谷胱甘肽（GSH）的水平。在給予蘿卜硫素（SFN）1周后，細(xì)胞GSH顯著增加（雙尾，配對(duì)t檢驗(yàn)：p = 0.02）。
2.7 分析與統(tǒng)計(jì)
使用R版本3.3.0 for Windows進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。使用蘿卜硫素前和后血液GSH比值和代謝物比值計(jì)算通過MRS測(cè)量的血液GSH水平和腦代謝物水平之間的相關(guān)關(guān)系。血GSH比值采用Shapiro-Wilk正態(tài)檢驗(yàn)確定為非參數(shù)；因此，我們采用Spearman相關(guān)系數(shù)來確定血GSH與腦MRS數(shù)據(jù)之間的關(guān)系。對(duì)于非參數(shù)數(shù)據(jù)，使用Mann-Whitney檢驗(yàn)對(duì)WT和Eaac1 KO小鼠中淋巴細(xì)胞和腦中的總GSH水平進(jìn)行兩組比較。Spearman相關(guān)系數(shù)用于確定大腦中總GSH水平與小鼠淋巴細(xì)胞中GSH水平之間的關(guān)系。
Spearman的相關(guān)分析和成對(duì)的雙尾t檢驗(yàn)用于確定性別對(duì)對(duì)血GSH水平中蘿卜硫素反應(yīng)的影響。Wilcoxon秩和檢驗(yàn)用于確定種族類別是否是血液中GSH水平的協(xié)變量。Pearson相關(guān)分析用于確定年齡對(duì)血液GSH水平中蘿卜硫素反應(yīng)的影響。為了進(jìn)行徹底的分析，使用單變量和多變量線性回歸模型分別確定種族和年齡以及性別和種族對(duì)THAL GSH水平的蘿卜硫素響應(yīng)的影響。應(yīng)用Shapiro-Wilk測(cè)試來確認(rèn)正態(tài)性（參數(shù)或非參數(shù)）。 使用Benjamini和Hochberg的方法調(diào)整p值。 所有數(shù)據(jù)表示為平均值±標(biāo)準(zhǔn)偏差（SD）和α值p <0.05。
3. 結(jié)果
3.1 小鼠模型中觀察到的外周和腦GSH水平
我們檢測(cè)了外周GSH水平是否可以反映動(dòng)物模型中腦GSH水平的病理生理變化。我們最初使用小鼠模型系統(tǒng)，在這些模型所提供的受控遺傳和環(huán)境條件下，研究血液和大腦中GSH缺乏的影響。由于研究蘿卜硫素對(duì)GSH水平的影響是我們的主要目標(biāo)，人體研究通常具有一定程度的遺傳和環(huán)境變異性，我們希望小鼠模型可以指導(dǎo)我們的人體研究來檢查外周腦與腦內(nèi)GSH水平之間的關(guān)系在控制遺傳和環(huán)境系統(tǒng)下。我們使用Eaac1 KO小鼠，由于其合成不足，大腦中的GSH水平降低[48]。首先，我們重復(fù)了先前的研究結(jié)果[48]，與WT小鼠相比，Eaac1 KO小鼠的腦GSH水平降低（圖1a）。我們的研究表明，與WT小鼠相比，Eaac1 KO小鼠的外周循環(huán)淋巴細(xì)胞大大降低了GSH水平（p = 0.008）（圖1b）。重要的是，腦和外周GSH水平在WT和KO小鼠中顯著相關(guān)（ρ= 0.967； p <0.001）（圖1c）。因此，雖然我們需要謹(jǐn)慎地推廣這些觀察結(jié)果，但外周GSH水平的測(cè)量可能是腦GSH水平的潛在有用指標(biāo)。
3.2 每日服用蘿卜硫素連續(xù)7天后，受試者的血液GSH水平升高
服用前和服用后尿液分析證實(shí)存在尿蘿卜硫素代謝物，證實(shí)受試者遵守口服蘿卜硫素方案(數(shù)據(jù)未顯示)。在給予蘿卜硫素1周后，研究受試者證實(shí)了非單核細(xì)胞中GSH的顯著增加，其包括T細(xì)胞，B細(xì)胞和NK細(xì)胞的混合物（圖2）。給予蘿卜硫素前GSH水平為9。22 nmol / mL，使用蘿卜硫素后為12。2 nmol / mL，增加32％。蘿卜硫素對(duì)GSH影響與受試者的年齡（r = -0.1936； p = 0.62）和他們的性別（ρ= 0.087； p = 0.825）都沒有相關(guān)性。也沒有發(fā)現(xiàn)種族是一個(gè)解釋變量，正如四組的Wilcoxon秩和檢驗(yàn)所證明的那樣（p = 0.318）。
3.3 通過MRS測(cè)量腦代謝物
在這項(xiàng)研究中，我們獲得了三個(gè)不同腦區(qū)（THAL，HP和ACC）中五種代謝物（GSH，GABA，Gln，Glu和NAA）的測(cè)量值。我們特別選擇了這三個(gè)大腦區(qū)域，因?yàn)樗鼈兪蔷穹至寻Y [70-77]中受影響的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)和功能連接的基礎(chǔ)。我們?cè)诒狙芯恐械闹饕僭O(shè)是蘿卜硫素可能影響這些大腦區(qū)域的GSH水平，并可能與外周血中的GSH水平相關(guān)。
我們發(fā)現(xiàn)HP GSH從1。11±0.34增加到1。38±0.28 mM（p = 0.041；配對(duì)，雙尾t檢驗(yàn)；在線補(bǔ)充圖2）。THAL和ACC中GSH水平的變化沒有達(dá)到顯著性。在給予蘿卜硫素之前和之后，THAL GSH水平的代表性成對(duì)分析顯示在在線補(bǔ)充圖3中。關(guān)于針對(duì)本研究的非主要假設(shè)量化的其他腦代謝物，THAL中的Gln水平從1。21±0.22增加至1。49±0.26mM（p = 0.017；配對(duì)，雙尾t檢驗(yàn)）。由于樣本量有限，在多次比較的事后校正后，增加并不顯著，但在考慮受試者數(shù)量較少時(shí)，結(jié)果仍然具有啟發(fā)性。
通過線性回歸分析確定，腦GSH水平的蘿卜硫素響應(yīng)不受年齡，性別或種族的影響。我們對(duì)THAL中測(cè)量的GSH水平進(jìn)行了代表性分析，因?yàn)樵搮^(qū)域產(chǎn)生的結(jié)果與蘿卜硫素?cái)z入前后血液中GSH水平的生化測(cè)量最顯著相關(guān)。在多元線性回歸分析中，對(duì)于年齡，性別和種族使用蘿卜硫素之前和之后THAL中GSH水平的各自p值分別為0.582,0.900和0.567，并且種族單變量分析中p = 0.406。總的來說，年齡，性別和種族不是與腦GSH水平的蘿卜硫素反應(yīng)相關(guān)的協(xié)變量。
我們觀察到血液中的GSH水平與THAL腦區(qū)域中的GSH水平之間顯著正相關(guān)（ρ= 0.943； p = 0.017； q = 0.051）。為了提高透明度，我們還報(bào)告了在三個(gè)不同的腦區(qū)測(cè)量的所有五種代謝物的相關(guān)結(jié)果（在線表1)。使用蘿卜硫素后，血液GSH的增加與THAL中的GABA，Gln，Glu和GSH正相關(guān)。雖然這些相關(guān)性在多次比較后并不顯著，但仍然具有啟發(fā)性。 功效分析計(jì)算表明，n = 50的樣本量將產(chǎn)生顯著的結(jié)果，這將是未來研究的重點(diǎn)。
4. 討論
我們報(bào)道，短期使用蘿卜硫素足以顯著增加受試者的外周GSH水平。我們發(fā)現(xiàn)HP中GSH增加，但在評(píng)估的大腦區(qū)域中沒有。外周GSH比值與蘿卜硫素處理后THAL中的腦GSH水平具有強(qiáng)烈且顯著正相關(guān)，與我們的遺傳和環(huán)境均一的臨床前GSH缺乏小鼠模型研究獲得的結(jié)果一致。
在這項(xiàng)研究中，我們進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析，以驗(yàn)證年齡、性別和種族不影響參與人群中GSH水平的蘿卜硫素反應(yīng)。雖然據(jù)報(bào)道GCLC GAG TNR多態(tài)性影響歐洲高加索人群中的GSH水平[78]，但我們報(bào)道特定基因型可能不會(huì)影響我們研究人群（包括非裔美國(guó)人在內(nèi)的北美人群）的水平[79]。遺傳和/或環(huán)境因素可能影響GSH水平的蘿卜硫素反應(yīng)仍然是難以捉摸的。
如已經(jīng)報(bào)道的心血管和腦血管疾病，可能需要更長(zhǎng)的治療持續(xù)時(shí)間和/或更高的劑量。例如，在涉及患有2型糖尿病的受試者的臨床試驗(yàn)中，報(bào)告了氧化應(yīng)激的改善，其中劑量為10g /天（~225μmol）的蘿卜硫素，持續(xù)時(shí)間為4周，每次顯著高于目前研究[80]。這可能是因?yàn)槲覀冊(cè)诒狙芯恐袃H觀察到蘿卜硫素處理后大腦代謝物的暗示性變化。然而，我們的短期給藥策略耐受性良好，這將進(jìn)一步促進(jìn)隨后的蘿卜硫素方案，以試圖將臨床生物標(biāo)志物與患者導(dǎo)向的結(jié)果聯(lián)系起來。
當(dāng)通過標(biāo)準(zhǔn)生化測(cè)定法定量?jī)烧邥r(shí)，外周和腦GSH水平在小鼠中相關(guān)。盡管如此，至少對(duì)于使用蘿卜硫素的當(dāng)前劑量和持續(xù)時(shí)間而言，目前尚不清楚血清中的蘿卜硫素引起的血液中GSH的增加對(duì)于大腦意味著什么。在受試者中通過MRS估計(jì)腦中的GSH濃度具有局限性或者至少目前需要謹(jǐn)慎[81]。蘿卜硫素可能穿過血腦屏障，盡管它的效力和必要的劑量在人類中尚未建立。在大鼠中，外周給藥蘿卜硫素可誘導(dǎo)大腦中的抗炎HO-1基因，對(duì)腦卒中、創(chuàng)傷性腦損傷和苯環(huán)利定誘導(dǎo)的運(yùn)動(dòng)亢進(jìn)均有有益作用[37,82,83]。
蘿卜硫素干預(yù)的結(jié)果研究將受益于將臨床表型與客觀測(cè)量的生物標(biāo)志物聯(lián)系起來，這些生物標(biāo)志物可能反映了疾病的病理生理學(xué)[47]。例如，在提交的研究中，我們將報(bào)告外周GSH水平可能與認(rèn)知功能相關(guān)。因此，我們認(rèn)為探索外周GSH與臨床/神經(jīng)心理學(xué)測(cè)量之間可能的相關(guān)性以及蘿卜硫素對(duì)神經(jīng)精神障礙中改變的功能測(cè)量的影響具有重要意義。本研究是后期同類研究的關(guān)鍵起點(diǎn)。
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