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Cells2022Dec07Vol.11issue(24)

初期胚発生における葉酸と6S-5-メチルテトラヒドロ葉酸カルシウムの心血管毒性の評価

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文献タイプ:
  • Journal Article
  • Research Support, Non-U.S. Gov't
概要
Abstract

葉酸(FA)は葉酸の合成で非常に安定したバージョンであり、6S-5-メチルテトラヒドロ葉酸は循環中の食物葉酸の主要な形態であり、結晶形のカルシウム塩(MTHF-CA)として使用されます。現在の研究の目的は、心血管欠陥に焦点を当てた胚発生に対するFAおよびMTHF-CAの毒性と安全性を評価することです。ゼブラフィッシュにおけるFAおよびMTHF-CAの毒性を4時間から72時間後に分析し始め、ゼブラフィッシュの血管新生モデルにおけるFAとMTHF-CAの有効性を評価しました。次に、FAおよびMTHF-CAで培養されたin vitro受精マウス胚盤胞の異なる発現遺伝子を分析しました。遺伝子発現プロファイリングを使用することにより、必須の真核生物翻訳開始因子(EIF1AD7)をコードするマウスの新規遺伝子を特定しました。さらに、モルホリノを介した遺伝子ノックダウンアプローチを適用して、この遺伝子のFA阻害(ゼブラフィッシュのeif1axb)が心臓発達障害を引き起こしたかどうかを調査し、QRT-PCRで確認しました。MTHF-CAではなくFAがゼブラフィッシュの血管新生を阻害し、異常な心血管発達を引き起こす可能性があることがわかりました。しかし、MTHF-CAには、FAとは異なり、そのような心毒性はありませんでした。これにより、MTHF-CAではなくFAが初期の胚発生に心血管毒性があるという実験的証拠が提供され、周産期女性におけるFAの過度の補給が先天性心臓病などの心血管障害の潜在的リスクに関連している可能性があることを示唆しています。

葉酸(FA)は葉酸の合成で非常に安定したバージョンであり、6S-5-メチルテトラヒドロ葉酸は循環中の食物葉酸の主要な形態であり、結晶形のカルシウム塩(MTHF-CA)として使用されます。現在の研究の目的は、心血管欠陥に焦点を当てた胚発生に対するFAおよびMTHF-CAの毒性と安全性を評価することです。ゼブラフィッシュにおけるFAおよびMTHF-CAの毒性を4時間から72時間後に分析し始め、ゼブラフィッシュの血管新生モデルにおけるFAとMTHF-CAの有効性を評価しました。次に、FAおよびMTHF-CAで培養されたin vitro受精マウス胚盤胞の異なる発現遺伝子を分析しました。遺伝子発現プロファイリングを使用することにより、必須の真核生物翻訳開始因子(EIF1AD7)をコードするマウスの新規遺伝子を特定しました。さらに、モルホリノを介した遺伝子ノックダウンアプローチを適用して、この遺伝子のFA阻害(ゼブラフィッシュのeif1axb)が心臓発達障害を引き起こしたかどうかを調査し、QRT-PCRで確認しました。MTHF-CAではなくFAがゼブラフィッシュの血管新生を阻害し、異常な心血管発達を引き起こす可能性があることがわかりました。しかし、MTHF-CAには、FAとは異なり、そのような心毒性はありませんでした。これにより、MTHF-CAではなくFAが初期の胚発生に心血管毒性があるという実験的証拠が提供され、周産期女性におけるFAの過度の補給が先天性心臓病などの心血管障害の潜在的リスクに関連している可能性があることを示唆しています。

Folic acid (FA) is a synthetic and highly stable version of folate, while 6S-5-methyltetrahydrofolate is the predominant form of dietary folate in circulation and is used as a crystalline form of calcium salt (MTHF-Ca). The current study aims to evaluate the toxicity and safety of FA and MTHF-Ca on embryonic development, with a focus on cardiovascular defects. We began to analyze the toxicity of FA and MTHF-Ca in zebrafish from four to seventy-two hours postfertilization and assessed the efficacy of FA and MTHF-Ca in a zebrafish angiogenesis model. We then analyzed the differently expressed genes in in vitro fertilized murine blastocysts cultured with FA and MTHF-Ca. By using gene-expression profiling, we identified a novel gene in mice that encodes an essential eukaryotic translation initiation factor (Eif1ad7). We further applied the morpholino-mediated gene-knockdown approach to explore whether the FA inhibition of this gene (eif1axb in zebrafish) caused cardiac development disorders, which we confirmed with qRT-PCR. We found that FA, but not MTHF-Ca, could inhibit angiogenesis in zebrafish and result in abnormal cardiovascular development, leading to embryonic death owing to the downregulation of eif1axb. MTHF-Ca, however, had no such cardiotoxicity, unlike FA. The current study thereby provides experimental evidence that FA, rather than MTHF-Ca, has cardiovascular toxicity in early embryonic development and suggests that excessive supplementation of FA in perinatal women may be related to the potential risk of cardiovascular disorders, such as congenital heart disease.

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