研究文章在國際綜合生物期刊biology線上發表 上海海洋大學供圖
中新網上海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。那麼，葉酸是不是補充得越多越好？上海海洋大學水産與生命學院祖堯副教授團隊韓旭晖等人研究發現：過量補充葉酸或葉酸攝入不足可能導緻斑馬魚胚胎心髒發育異常。
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髒發育至關重要》)的研究文章在國際綜合生物期刊biology線上發表。
這項研究首次闡明了葉酸對早期心髒發育的作用機制，并為葉酸的合理補充的劑量提供了科學依據。同時，祖堯團隊還建構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。
為了模拟人類胎兒在母體的發育環境，研究葉酸代謝如何影響胚胎心髒的發育，祖堯團隊選用了具備生長周期短、産卵量大、胚胎透明等優點的模式生物斑馬魚開展實驗。
會“發光”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育全過程。在顯微鏡特定激發光下，這種斑馬魚心血管内皮細胞呈現紅色熒光，心肌細胞呈現綠色熒光。
祖堯長期緻力于CRISPR基因編輯技術研究。 上海海洋大學供圖
論文第一作者，上海海洋大學水産與生命學院碩士研究所學生韓旭晖說：“特異性标記的熒光可以幫助我們更加清晰且直覺地看到器官發育的情況。”
研究發現，在斑馬魚出生三天後葉酸拮抗劑組(即葉酸代謝受抑制)發生了異常的心髒環化，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髒發育異常。
“導緻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型的人體内葉酸活化能力正常，而CT或TT型的人則存在不同程度的葉酸代謝缺陷。
還原遺傳缺陷導緻的葉酸代謝異常，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。
祖堯長期緻力于CRISPR基因編輯技術研究。利用“基因剪刀手”，團隊成功建構了例如先天性心髒病、慢性心衰、擴張型心肌病等多種突變體斑馬魚魚系，包括精準模拟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育有負面作用，并且葉酸對生物體的發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。
據悉，今後，祖堯團隊将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，闡釋疾病緻病機理并通過高通量藥物篩選技術，繼續篩選和發現相關的治療靶點藥物和化合物，為人類健康醫學的研究提供先驅理論基礎和實驗新發現。(完)