*僅供醫(yī)學(xué)專業(yè)人士閱讀參考

補充葉酸（FA）可以大幅降低出生缺陷的風(fēng)險，應(yīng)該是盡人皆知了。

據(jù)統(tǒng)計，為了降低新生兒神經(jīng)管畸形（NTDs）和先天性心臟缺陷（CHDs）的患病率，已經(jīng)有超過80個國家啟動了強制性的葉酸食品強化計劃[1]。

然而，一個不爭的事實是：由于日常攝入的很多膳食補充劑中也含有葉酸，很多人的每日葉酸攝入量已經(jīng)超過了推薦的0.4毫克[2]。此外，之前有神經(jīng)管畸形患兒生育史的備孕婦女，以及有生育問題的男性，每天補充的葉酸可能是推薦劑量的數(shù)倍，甚至十余倍[3]。

那么過量攝入葉酸對后代有沒有不利的影響呢？

近日，由復(fù)旦大學(xué)附屬婦產(chǎn)科醫(yī)院王紅艷教授和美國貝勒醫(yī)學(xué)院Richard H. Finnell教授領(lǐng)銜的研究團(tuán)隊，在著名期刊《細(xì)胞研究》上發(fā)表了一項重要研究成果[4]。

他們在全球范圍內(nèi)首次利用全基因組測序（WGS）和全基因組亞硫酸氫鹽測序（WGBS）技術(shù)，探索了攝入不同水平葉酸對小鼠后代DNA突變的影響。

研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，與攝入正常水平葉酸相比，親代葉酸攝入不足，子代胚胎的新雜合單核苷酸變異（DNSNVs）翻倍；親代葉酸攝入過量，子代胚胎的新雜合單核苷酸變異（DNSNVs）增加80%。

也就是說，葉酸的攝入應(yīng)該控制在一個特定的范圍之內(nèi)，攝入不足或者過量，對后代健康均會產(chǎn)生不利影響。貝勒醫(yī)學(xué)院的Lei Yunping也是論文的通訊作者之一。

論文首頁截圖

大約在五六年前，就有科學(xué)家注意到，新生兒出生時母體血漿葉酸和B12水平極高，與新生兒患自閉癥譜系障礙（ASD）風(fēng)險增加有關(guān)[5]；以及備孕期間父系甲基供體（葉酸等）攝入量升高，會導(dǎo)致子代小鼠的學(xué)習(xí)和記憶方面出現(xiàn)缺陷，而且這種缺陷與特定基因的甲基化有關(guān)[6]。

以上這些研究都暗示，過量攝入葉酸可能會對后代產(chǎn)生不利影響，然而這個領(lǐng)域仍缺乏系統(tǒng)性的研究。王紅艷教授和Finnell教授團(tuán)隊，想量化攝入不同水平葉酸對后代DNA突變和DNA甲基化修飾的影響。

研究人員以C57BL/6 J小鼠為研究對象，喂養(yǎng)的口糧按照葉酸含量不同分為三種：低葉酸飲食（0.3ppm）、正常葉酸飲食（3ppm，也是對照組）和高葉酸飲食（30ppm）。如果將指南推薦的每日攝入0.4毫克葉酸作為標(biāo)準(zhǔn)的話，那對照組小鼠每天的攝入量相當(dāng)于人每天攝入0.1-0.2毫克葉酸，高葉酸組小鼠每天的攝入量相當(dāng)于人的1.8毫克每天。

在連續(xù)喂養(yǎng)四個月之后，低葉酸飲食、高葉酸飲食和對照組的小鼠，分別與對照組的小鼠交配。也就是說，在所有配對的小鼠（77對）中，至少有一只是正常飲食小鼠。隨后，研究人員采集了所有親代的DNA和發(fā)育到12.5天的完整胚胎（E12.5）的DNA，并開展全基因組測序。

他們一共找到了2621個新雜合單核苷酸變異（DNSNVs），其中26個低葉酸組胚胎檢測到1096個（中位數(shù)為36），26個對照組胚胎檢測到548個（中位數(shù)為19.5），25個高葉酸組胚胎檢測到977個（中位數(shù)為35）。

具體到父母雙方葉酸攝入水平對后代DNA突變情況的影響，數(shù)據(jù)如下：對照組DNSNVs中位數(shù)仍為19.5；父系低葉酸飲食組DNSNVs中位數(shù)為33，母系低葉酸飲食組DNSNVs中位數(shù)為38；父系高葉酸飲食組DNSNVs中位數(shù)為40，母系高葉酸飲食組DNSNVs中位數(shù)為23.5。

基于以上數(shù)據(jù)，研究人員得出結(jié)論：與DNSNVs相比，低葉酸組（2.0倍，p=0.00011）和高葉酸組（1.8倍，p=0.00069）的DNSNVs數(shù)量，分別是對照組的的2倍和1.8倍，而且父系攝入過量葉酸對后代影響更大。

攝入葉酸水平不同對后代的影響

通過對所有的DNSNVs進(jìn)行注釋，研究人員發(fā)現(xiàn)93.6%的DNSNVs發(fā)生在非編碼區(qū)，但是主要富集在基因的啟動子區(qū)域。也就是說，這些突變雖然不影響基因的序列，但是可能會影響對應(yīng)基因的表達(dá)。

正如我在前面介紹的，葉酸作為甲基供體會影響到DNA的甲基化，而DNA的甲基化與DNA突變也存在一定的關(guān)聯(lián)。因此，研究人員想知道父系攝入不同水平葉酸對后代的DNA甲基化有何影響。

基于全基因組亞硫酸氫鹽測序技術(shù)，他們發(fā)現(xiàn)與對照組相比，低葉酸組的胚胎主要是低甲基化，而高葉酸組的胚胎則是全局高甲基化。

具體來說，與對照組相比，在低葉酸組的胚胎中檢測到734個高甲基化的差異甲基化區(qū)域（DMRs）和2127個低甲基化的DMRs；相比之下，在高葉酸組的胚胎中檢測到4802個高甲基化的DMRs和904個低甲基化的DMRs。重要的是，大約40%的DMRs定位于基因啟動子區(qū)域，這表明父系的葉酸攝入可能對基因表達(dá)產(chǎn)生重大影響。

不同葉酸水平對DNA甲基化的影響

那么葉酸導(dǎo)致的DNA甲基化水平差異，是否與后代DNA突變水平差異有關(guān)呢？

我們都知道，基因的啟動子如果高度甲基化，就會抑制基因的表達(dá)；而基因本身的過度甲基化會促進(jìn)基因的表達(dá)[7]。因此，研究人員回頭分析了數(shù)據(jù)，看看高葉酸組的DNA甲基化是不是主要集中在DNA修復(fù)基因的啟動子里了。

不出所料，他們在58個參與DNA修復(fù)的基因啟動子區(qū)域觀察到高甲基化DMRs。

基于以上研究數(shù)據(jù)，研究人員認(rèn)為，低和高葉酸都改變了DNA甲基化的格局，增加了突變率。然而，低葉酸組和高葉酸組之間甲基化增加DNA突變率的機(jī)制可能不同。低葉酸飲食通過將CpG位點的甲基化胞嘧啶（5mC）脫氨為胸腺嘧啶而增加突變率，而高葉酸飲食可能是通過高甲基化啟動子CpG島下調(diào)DNA修復(fù)途徑而增加突變率。

需要強調(diào)的是，王紅艷教授和Finnell教授團(tuán)隊的這項研究并不是否定補充葉酸的價值，而是在肯定補充葉酸有價值的同時指出過量補充葉酸的潛在危害。當(dāng)然了這是一項基礎(chǔ)小鼠模型的基礎(chǔ)研究，攝入不同水平葉酸對后代的影響，還需要人體研究進(jìn)一步證實。

不過，我們可以做到的是，注意日常葉酸的攝入，保證適量補充葉酸。

參考文獻(xiàn)：

[1].Morris JK, Addor MC, Ballardini E, et al. Prevention of Neural Tube Defects in Europe: A Public Health Failure. Front Pediatr. 2021. doi:10.3389/fped.2021.647038

[2].Maruvada P, Stover PJ, Mason JB, et al. Knowledge gaps in understanding the metabolic and clinical effects of excess folates/folic acid: a summary, and perspectives, from an NIH workshop. Am J Clin Nutr. 2020;112(5):1390-1403. doi:10.1093/ajcn/nqaa259

[3].Wong WY, Merkus HM, Thomas CM, et al. Effects of folic acid and zinc sulfate on male factor subfertility: a double-blind, randomized, placebo-controlled trial. Fertil Steril. 2002;77(3):491-498. doi:10.1016/s0015-0282(01)03229-0

[5].Raghavan R, Riley AW, Volk H, et al. Maternal Multivitamin Intake, Plasma Folate and Vitamin B12 Levels and Autism Spectrum Disorder Risk in Offspring. Paediatr Perinat Epidemiol. 2018;32(1):100-111. doi:10.1111/ppe.12414

[6].Ryan DP, Henzel KS, Pearson BL, et al. A paternal methyl donor-rich diet altered cognitive and neural functions in offspring mice. Mol Psychiatry. 2018;23(5):1345-1355. doi:10.1038/mp.2017.53

[7].Jones PA. Functions of DNA methylation: islands, start sites, gene bodies and beyond. Nat Rev Genet. 2012;13(7):484-492. doi:10.1038/nrg3230

本文作者丨BioTalker

相關(guān)知識

葉酸基因檢測CT型要怎么補充葉酸？
MTHFR，MTRR基因多態(tài)性及葉酸補充與胎兒先心病的關(guān)系
科學(xué)精準(zhǔn)補充葉酸，利于孕婦胎兒健康
全基因組基因檢測
葉酸的作用，怎么補充
孕婦怎樣補充葉酸
葉酸補充不盲目，看完你也是行家！
除了貧血，誰還需要補葉酸？怎么補才科學(xué)？ 杏林采風(fēng)
葉酸補充
都說葉酸好，到底該怎么補充？

網(wǎng)址: 《細(xì)胞發(fā)現(xiàn)》：補葉酸，萬勿過量！中美科學(xué)家首次從全基因組/甲基化水平發(fā)現(xiàn)，過量補充葉酸增加后代基因突變率丨科學(xué)大發(fā)現(xiàn) http://m.u1s5d6.cn/newsview87748.html