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《PNAS》:叶酸缺乏在细胞分裂、癌症方面造成了迄今未知的问题!

 

叶酸是维生素B的一种,存在于花椰菜、菠菜、豌豆、蘑菇、贝类和香蕉、瓜类等蔬菜水果中,提供DNA合成所需的单碳源。由于人体不能合成叶酸,饮食来源是必不可少的。
 
近年来人群中普遍存在叶酸缺乏现象,随之也带来了各种疾病。包括贫血、胎儿神经管缺陷、男性和女性的不孕、精神性疾病、痴呆和各种常见的癌症。
 
哥本哈根大学研究人员的最新研究表示,叶酸缺乏在DNA复制方面造成的问题比迄今为止了解到的要多的多。
 
该项发表于《PNAS》上,研究人员表明:叶酸缺乏会严重影响细胞的分裂、DNA复制的过程,它会造成比以前所知的更具破坏性的染色体异常。导致子细胞在细胞分裂后继承了错误的DNA,在某些情况下,甚至失去了整个染色体。这可以解释为什么叶酸缺乏与不育、精神健康障碍和癌症等疾病有关。
 
致病因素
 
染色体脆性位点的不稳定性被认为是几种人类疾病的致病因素,包括癌症[常见脆性位点(CFSs)]和神经系统疾病[罕见脆性位点(RFSs)]。已有研究表明,DNA复制过程中出现的问题是这种不稳定性的根本原因。
 
虽然复制应激在CFSs中促进不稳定性的作用已经得到了很好的证明,但是关于RFSs的脆弱性是如何产生的却知之甚少。许多RFSs综合征相关FRAXA位点CGG,在叶酸缺乏或其他形式的“叶酸应激”时表现出脆弱性。
 
 
叶酸应激下FRAXA与UFBs的结果
 
叶酸缺乏造成的问题在于它会影响染色体的维护,一旦细胞失去了一条染色体或其中的一部分,就永远无法修复。也就是说,一旦细胞分裂出了问题,你就不能通过消耗大量叶酸来修复它。一旦造成损害,就无法挽回了。
 
因此,我们需要了解的是正常人体血液中叶酸的含量应该是多少,如何控制叶酸的含量等。一旦我们掌握了这些知识,我们就可以确定一个人是否需要补充叶酸,以确保血液中的叶酸水平足够高,使细胞能够成功复制DNA。
 
不孕症、精神疾病和癌症
 
通过血样可以测定血液中叶酸的含量。多年来,研究人员已经知道叶酸缺乏与精神疾病、年龄相关性痴呆、胎儿大脑和脊髓变形(也称为神经管缺陷)有关。但是他们还不能确定其因果关系,即叶酸缺乏是否直接导致疾病,或者这些疾病是否由叶酸缺乏的副作用引起。
 
为了回答这个问题,研究人员研究了男性的淋巴细胞,研究结果同样适用于女性。研究人员分析了FRAXA的基因组区域,该区域包含一个广泛的CGG遗传密码序列。
 
在这里,他们发现叶酸缺乏导致细胞分裂——有丝分裂的异常,尤其是在细胞的异常的长CGG序列中。
 
除此之外,它还导致染色体的错误分离。研究人员还发现,在长期叶酸缺乏的情况下,整个X染色体将会变得不稳定。
 
考虑到人类基因组中含有多个与广泛CGG重复区域相关的位点,这些发现提示叶酸缺乏可导致一系列人类疾病发生的机制。
 
研究人员认为这些区域也会受到叶酸缺乏的影响。下一步,他们希望绘制出人类基因组中所有可能受到叶酸缺乏影响的区域,并研究因此带来的影响。
 
参考文献:
 
Folate deficiency drives mitotic missegregation of the human FRAXA locus,
 
DOI: 10.1073/pnas.1808377115

 


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