叶酸缺乏致小鼠胚胎脑发育不良的Notch信号调控机制研究

叶酸与胚胎的发育健康密切相关，补充叶酸可有效预防神经管畸形等出生缺陷疾病，但其作用机制尚不清楚。Notch信号通路可调控细胞的增殖分化，对神经系统和脑发育意义重大。为了研究叶酸缺乏对Notch信号的调控在胚胎脑组织异常发育中的作用，本课题将采用叶酸缺乏小鼠胚胎发育模型，模拟人类围孕期母体低叶酸营养状态对胚胎发育的不良影响，研究叶酸相关一碳代谢紊乱与胚胎脑组织异常发育之间的关系；利用基因芯片技术筛选胎脑异常发育相关表达差异的基因，通过生物信息学方法与前期DNA拷贝数和甲基化芯片数据交叉分析，锁定4-6个Notch信号通路关键作用分子；明确其在胎脑发育不同阶段表达的时序变化规律和组织定位；并从Notch靶点基因的拷贝数变异和甲基化修饰两个角度来探讨叶酸缺乏致胎脑发育不良的遗传和表观遗传调控机制，为阐明叶酸相关异常发育机理，并为早期营养防治异常发育提供新的干预靶点和科学依据。

叶酸与胚胎的发育健康密切相关，补充叶酸可有效预防神经管畸形等出生缺陷疾病，但其作用机制尚不清楚。Notch 信号通路可调控细胞的增殖分化，对神经系统和脑发育意义重大。本项目采用叶酸缺乏小鼠胚胎发育模型，模拟人类围孕期母体低叶酸营养状态对胚胎发育的不良影响，从Notch 靶点基因的拷贝数变异和甲基化修饰两个角度来探讨叶酸缺乏致胎脑发育不良的遗传和表观遗传调控机制，发现：. 1、围孕期叶酸缺乏引起母体一碳代谢紊乱，血清及组织叶酸水平降低，胎盘、胎鼠重量及顶臀长显著降低，IUGR发生比率显著升高。. 2、母体低叶酸致胎鼠神经发育迟滞，脑部细胞增殖水平降低，神经元分化延迟和超微结构改变。. 3、围孕期低叶酸导致胎鼠脑组织基因组拷贝数变异，异常激活Notch 信号通路基因，非等位基因同源重组发生率增加基因组不稳定性。. 4、围孕期一碳代谢紊乱导致胎鼠组织DNA整体甲基化水平降低，并改变多个Notch通路相关基因的甲基化修饰水平，同时发育相关GNAS印迹簇中三个DMR的甲基化水平均发生显著降低，所调控基因的表达升高。