中新網(wǎng)上海3月7日電 (記者 許婧)葉酸是B族維生素的一種，孕期補充葉酸已成為共識。那么，葉酸是不是補充得越多越好？上海海洋大學水產與生命學院祖堯副教授團隊韓旭暉等人研究發(fā)現(xiàn)：過量補充葉酸或葉酸攝入不足可能導致斑馬魚胚胎心臟發(fā)育異常。
近期，題為“Precise Dose of Folic Acid Supplementation Is Essential for Embryonic Heart Development in Zebrafish”(《精準劑量的葉酸補充對斑馬魚胚胎心臟發(fā)育至關重要》)的研究文章在國際綜合生物期刊biology在線發(fā)表。
這項研究首次闡明了葉酸對早期心臟發(fā)育的作用機制，并為葉酸的合理補充的劑量提供了科學依據(jù)。同時，祖堯團隊還構建了葉酸代謝異常的斑馬魚突變體，為葉酸代謝的研究提供了一種新的生物學模型。
為了模擬人類胎兒在母體的發(fā)育環(huán)境，研究葉酸代謝如何影響胚胎心臟的發(fā)育，祖堯團隊選用了具備生長周期短、產卵量大、胚胎透明等優(yōu)點的模式生物斑馬魚開展實驗。
會“發(fā)光”的斑馬魚則成為了團隊本次研究的“利器”。這是一種特殊的、帶熒光的斑馬魚，利于觀察葉酸處理胚胎的發(fā)育全過程。在顯微鏡特定激發(fā)光下，這種斑馬魚心血管內皮細胞呈現(xiàn)紅色熒光，心肌細胞呈現(xiàn)綠色熒光。
祖堯長期致力于CRISPR基因編輯技術研究。 上海海洋大學供圖論文第一作者，上海海洋大學水產與生命學院碩士研究生韓旭暉說：“特異性標記的熒光可以幫助我們更加清晰且直觀地看到器官發(fā)育的情況。”
研究發(fā)現(xiàn)，在斑馬魚出生三天后葉酸拮抗劑組(即葉酸代謝受抑制)發(fā)生了異常的心臟環(huán)化，而葉酸過多的實驗組斑馬魚胚胎的心房和心室拉長。團隊得出實驗結果，即葉酸缺乏和過量都能引起斑馬魚胚胎的心臟發(fā)育異常。
“導致機體缺乏葉酸的原因除了葉酸攝入量不足外，還受到遺傳因素影響”，祖堯解釋，“不同的亞甲基四氫葉酸還原酶(MTHFR)基因型，會造成不同群體間葉酸代謝存在差異。”其中MTHFR基因型是CC型的人體內葉酸活化能力正常，而CT或TT型的人則存在不同程度的葉酸代謝缺陷。
還原遺傳缺陷導致的葉酸代謝異常，祖堯團隊還想在斑馬魚身上“找答案”。他們利用實驗室的“看家本領”——CRISPR基因編輯技術。這個“基因剪刀手”般的技術，可以對基因堿基序列進行精準打靶編輯。
祖堯長期致力于CRISPR基因編輯技術研究。利用“基因剪刀手”，團隊成功構建了例如先天性心臟病、慢性心衰、擴張型心肌病等多種突變體斑馬魚魚系，包括精準模擬葉酸缺乏模型等多種突變魚，可作為人類疾病理想的生物模型。
從斑馬魚的實驗中團隊得出結論，過量補充葉酸或葉酸代謝不足對生物體的早期發(fā)育有負面作用，并且葉酸對生物體的發(fā)育有劑量依賴性的影響。基于結論，祖堯團隊建議，補充葉酸太少不行，太多也不好，需要做到“恰到好處”，也應當通過基因檢測的方式來了解自身的葉酸代謝能力。
據(jù)悉，今后，祖堯團隊將結合實驗室擅長的顯微注射、原位雜交等多種分子遺傳機制研究手段，闡釋疾病致病機理并通過高通量藥物篩選技術，繼續(xù)篩選和發(fā)現(xiàn)相關的治療靶點藥物和化合物，為人類健康醫(yī)學的研究提供先驅理論基礎和實驗新發(fā)現(xiàn)。(完)
