コリン代謝の摂動は、in vitroでマウス胚の神経管欠陥を引き起こします

哺乳類の胚形成の初期段階におけるコリンの役割は確立されていませんが、最近の研究では、コリンの取り込みと代謝、2-ジメチルアミノエタノール（DMAE）、および1-O-Octadecyl-2-O-メチル-RAC-Glyceroの阻害剤が示されています。-3-ホスホコリン（ET-18-OCH3）は、in vitroで成長したマウス胚の神経管欠陥を産生します。これらの異常の原因となる潜在的なメカニズムを決定するために、これらの阻害剤の存在下または非存在下でのコリン代謝は、クロマトグラフィー技術を使用して、培養された神経溶剤胚で評価されました。結果は、14Cコリンの90％-95％がホスホコリンとホスファチジルコリン（PTDCHO）に組み込まれ、スフィンゴミエリンに代謝されたことを示しました。コリンをベタインに酸化し、ベタインホモシステインメチルトランスフェラーゼが発現しました。アセチルコリンは卵黄嚢で合成されましたが、70 kDaコリンアセチルトランスフェラーゼは免疫ブロットによって検出できませんでした。DMAEは、胚のコリンの取り込みを減少させ、ホスホコリン、PtdCho、ホスファチジルエタノールアミン（PtDETN）、およびスフィンゴミエリン合成を阻害しました。ET-18-ch3はまた、PtdCho合成を阻害しました。3H-エタノールアミンとインキュベートした胚および卵黄嚢では、回収された標識の95％はptdetnでしたが、PtdetnはPtdChoに変換されていませんでした。Et-18-ch3処理された卵黄嚢では、ptdetnが増加しましたが、ptdchoはまだpemtを介して生成されませんでした。結果は、内因性PtdCho合成が神経症中に重要であり、摂動コリン代謝がDMAEおよびET-18-OCH3によって生成される神経管欠陥に寄与することを示唆しています。

A role for choline during early stages of mammalian embryogenesis has not been established, although recent studies show that inhibitors of choline uptake and metabolism, 2-dimethylaminoethanol (DMAE), and 1-O-octadecyl-2-O-methyl-rac-glycero-3-phosphocholine (ET-18-OCH3), produce neural tube defects in mouse embryos grown in vitro. To determine potential mechanisms responsible for these abnormalities, choline metabolism in the presence or absence of these inhibitors was evaluated in cultured, neurulating mouse embryos by using chromatographic techniques. Results showed that 90%-95% of 14C-choline was incorporated into phosphocholine and phosphatidylcholine (PtdCho), which was metabolized to sphingomyelin. Choline was oxidized to betaine, and betaine homocysteine methyltransferase was expressed. Acetylcholine was synthesized in yolk sacs, but 70 kDa choline acetyltransferase was undetectable by immunoblot. DMAE reduced embryonic choline uptake and inhibited phosphocholine, PtdCho, phosphatidylethanolamine (PtdEtn), and sphingomyelin synthesis. ET-18-OCH3 also inhibited PtdCho synthesis. In embryos and yolk sacs incubated with 3H-ethanolamine, 95% of recovered label was PtdEtn, but PtdEtn was not converted to PtdCho, which suggested that phosphatidylethanolamine methyltransferase (PeMT) activity was absent. In ET-18-OCH3 treated yolk sacs, PtdEtn was increased, but PtdCho was still not generated through PeMT. Results suggest that endogenous PtdCho synthesis is important during neurulation and that perturbed choline metabolism contributes to neural tube defects produced by DMAE and ET-18-OCH3.