近日來(lái)自中國(guó)科學(xué)院昆明動(dòng)物研究所的研究人員在《PLoS ONE》雜志上發(fā)表了題為“Xenopus Reduced Folate Carrier Regulates Neural Crest Development Epigenetically”的研究論文，揭示了葉酸代謝途徑異常導(dǎo)致神經(jīng)嵴發(fā)育缺陷的分子機(jī)制。

領(lǐng)導(dǎo)這一研究的是昆明動(dòng)物研究所的毛炳宇研究員，其早年畢業(yè)于山東大學(xué)，后赴德國(guó)癌癥中心從事博士后研究，于2004年起受聘成為昆明動(dòng)物研究所馬普青年科學(xué)家小組組長(zhǎng)。課題組主要研究方向是以非洲爪蟾為模型動(dòng)物，研究脊椎動(dòng)物神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育的分子機(jī)制。

神經(jīng)嵴（neural crest，NC）是脊椎動(dòng)物神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育過(guò)程中由多潛能細(xì)胞群體構(gòu)成的遷移性結(jié)構(gòu)，它最早形成于神經(jīng)板與表皮外胚層的交界處，隨著神經(jīng)板卷曲及神經(jīng)管形成，神經(jīng)嵴細(xì)胞逐漸下陷并向外遷移，最終分化為包括周圍神經(jīng)系統(tǒng)神經(jīng)元、膠質(zhì)細(xì)胞、骨、軟骨、結(jié)締組織、色素細(xì)胞及內(nèi)分泌細(xì)胞等在內(nèi)的多種組織細(xì)胞。神經(jīng)嵴發(fā)育缺陷會(huì)導(dǎo)致一系列綜合征，包括顱面部畸形（唇腭裂），Waardenburg-Shah綜合征，DiGeorge 綜合征, CHARGE 綜合征, 白化病，巨結(jié)腸等。神經(jīng)嵴相關(guān)畸形的發(fā)病原因極為復(fù)雜，是由一系列遺傳因素和環(huán)境（營(yíng)養(yǎng)）因素共同作用而引發(fā)的。孕期補(bǔ)充葉酸可以在一定程度上減少其發(fā)生率，但葉酸的作用機(jī)理還不清楚。

在這篇文章中，博士研究生李杰晶等人發(fā)現(xiàn)還原性葉酸載體（RFC）在非洲爪蛙神經(jīng)嵴發(fā)育中具有重要功能。RFC在非洲爪蛙神經(jīng)嵴組織中特異性表達(dá)，干擾RFC的功能會(huì)抑制神經(jīng)嵴的發(fā)生，而過(guò)表達(dá)RFC或注射5-甲基四氫葉酸可以促進(jìn)神經(jīng)嵴的發(fā)生。在動(dòng)物帽實(shí)驗(yàn)中，抑制RFC的功能可顯著降低組織中組蛋白H3K4的甲基化水平，而注射葉酸則會(huì)提高組蛋白的甲基化水平。在胚胎中過(guò)表達(dá)注射賴氨酸甲基轉(zhuǎn)移酶hMLL1在很大程度上挽救了RFC功能缺失所引起的神經(jīng)嵴發(fā)育畸形。

此項(xiàng)研究表明葉酸代謝途徑可能通過(guò)表觀遺傳學(xué)修飾參與神經(jīng)嵴的發(fā)育和相關(guān)疾病的發(fā)生。