叶酸-MTHFR多态性-胆碱互作对基因组稳定性和细胞周期调控与凋亡相关基因表达的影响

胆碱构成叶酸代谢网络中甲硫氨酸和高度活化的甲基供体S-腺苷甲硫氨酸合成的补充支路,其与亚甲基四氢叶酸还原酶MTHFR催化、5-甲基四氢叶酸参与的甲硫氨酸和S-腺苷甲硫氨酸合成途径相互依赖并行。MTHFR多态性使其所在路径甲基化代谢效率下降。胆碱在叶酸缺乏、MTHFR多态性情形下的代谢特征及遗传与健康效应如何是本项目的核心。项目拟从遗传与表观遗传学层面探讨叶酸-MTHFR多态性-胆碱互作对人类基因组稳定性、细胞周期调控与凋亡有关基因表达的影响和机制。拟采用胞质阻断微核细胞组学分析、甲基特异PCR和定量 PCR等技术,分析MTHFR多态性对血浆叶酸/胆碱比例的影响,评价MTHFR多态性背景下，叶酸-胆碱不同浓度组合对基因组遗传稳定性、基因组甲基化、细胞周期调控基因甲基修饰及表达、凋亡相关蛋白表达的影响。研究有利于理解膳食组分与基因互作机制、构建个性化的维护基因组稳定性的叶酸/胆碱营养干预策略。

研究从遗传学与表观遗传学层面，分析了MTHFR多态性对人血清叶酸代谢相关组分水平的影响，探讨了叶酸-胆碱-MTHFR多态性互作对人类淋巴细胞基因组稳定性和基因组甲基化的影响与机制，解析了叶酸与胆碱缺乏对细胞周期调控与凋亡、DNA损伤修复相关基因表达的综合影响；结果提示，血清叶酸与血清维生素B12( VB12)、红细胞叶酸水平呈显著正相关，但与血清同型半胱氨酸（Hcy）水平呈显著负相关，MTHFR 677TT个体Hcy水平和红细胞叶酸水平显著高于CC和CT个体；叶酸和胆碱缺乏均对基因组稳定性和细胞死亡过程具有负面效应，高于生理浓度的12 μmol/L 胆碱- 120 nmol/L 叶酸是离体条件下维护人淋巴细胞基因组稳定性的最佳组合；叶酸和胆碱对人类基因组Alu和LINE-Ⅰ甲基化水平有显著的加强作用，它们加强 Alu和LINE-Ⅰ甲基化水平的效率为还原型叶酸5-MeTHF>氧化型叶酸FA>胆碱CC；未发现5-MeTHF、FA和CC三种甲基组分对人类错配修复基因hMLH1和hMSH2 、细胞周期调控与凋亡相关基因p16和p53启动子甲基化修饰模式有显著影响，三种受试干预组分缺乏均诱导人类淋巴细胞hMLH1和hMSH2转录上调，受试组分的浓度与表达呈负相关；但p53的表达则与受试组分浓度呈正相关。.研究初步建立了以云南人为主要群体的人类基因组健康数据库，为以维护基因组健康为目标的甲基化合物干预策略提供了基础数据；研究所证实的CC和FA浓度均与基因组结构稳定性呈正相关、12 μmol/L CC和 120 nmol/L FA 是离体条件下维护基因组结构完整的最佳组合等结论进一步充实了一碳单位代谢对基因组结构稳定性的促进作用；FA、5-MeTHF和CC三个甲基化合物对人类基因组Alu和LINE-Ⅰ甲基化水平的加强作用提示这些化合物对全基因组的稳定作用以及对具有转座潜能组分的限制作用；FA、5-MeTHF和CC缺乏诱发的基因组损伤可能导致DNA修复能力提高，从而诱导人类淋巴细胞hMLH1、hMSH2上调；然而p53的表达与叶酸和胆碱浓度呈正相关的机制还有待进一步探讨。.项目发表研究论文11篇，其中SCI期刊源4篇；培养研究生6名。