葉酸是B族維生素的一種，孕期補充葉酸已成為共識。但葉酸是不是補充得越多越好？上海海洋大學學者通過動物實驗研究發現，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育異常。

　　“三八”國際婦女節之際，英文題意為“精准劑量的葉酸補充對斑馬魚胚胎心臟發育至關重要”的研究文章，在國際綜合生物期刊《生物學biology》在線發表。

　　這項研究首次闡明葉酸對早期心臟發育的作用機制，並為葉酸合理補充的劑量提供了科學依據。同時，海大女教師祖堯團隊還構建了葉酸代謝異常的斑馬魚突變體，為葉酸代謝研究提供了一種新的生物學模型。

　　會“發光”的斑馬魚揭示發育異常

　　為了模擬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臟的發育，水產與生命學院副教授祖堯團隊選用了具備生長周期短、產卵量大、胚胎透明等優點的模式生物斑馬魚開展實驗。

　　而會“發光”的斑馬魚成了團隊的科研“利器”。這是特殊的、帶熒光的斑馬魚（myl7:EGFP和kdrl:mCherry），利於觀察葉酸處理胚胎的發育全過程。在顯微鏡特定激發光下，這種斑馬魚心血管內皮細胞呈現紅色熒光，心肌細胞呈現綠色熒光。作為論文第一作者，上海海洋大學祖堯團隊成員韓旭暉說：“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育的情況。”

　　研究發現，在斑馬魚出生3天后葉酸拮抗劑組（即葉酸代謝受抑制）發生了異常的心臟環化，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臟發育異常。

　　“基因剪刀手”技術探尋葉酸代謝奧秘

　　“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，對於CC型的人，體內葉酸活化能力正常﹔而對於CT或TT型的人，則存在不同程度的葉酸代謝缺陷。

　　如何還原遺傳缺陷導致的葉酸代謝異常，祖堯團隊在斑馬魚身上“找答案”。他們利用實驗室的“看家本領”——CRISPR基因編輯技術，通過“基因剪刀手”技術，對基因鹼基序列進行精准打靶編輯。

　　研究發現，與正常的斑馬魚胚胎相比，缺少Mthfr酶的斑馬魚胚胎顯示出了異常的心臟發育，這種異常類似於葉酸代謝異常的心包腔水腫和異常的心臟環化。研究還同時發現幾種與心臟發育密切相關的基因，如hand2、gata4、nppa等的表達發生了變化。這些重要發現將為今后進一步闡述葉酸代謝對心臟發育的影響提供新的思路。

　　從斑馬魚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，並且葉酸對生物體的發育有劑量依賴性的影響。基於結論，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。

　　這篇文章被評為雜志“編輯精選”（Editor’s Choice）。解放日報·上觀新聞記者了解到，祖堯團隊利用“基因剪刀手”，已成功構建例如先天性心臟病、慢性心衰、擴張型心肌病等多種突變體斑馬魚魚系，包括精准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。

　　今后，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，闡釋疾病致病機理並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。

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