新文速遞丨Nutrients日本出生隊列一碳代謝的縱向分析
發育起源健康與疾病（DOHaD）理論指出，孕期環境對后代健康有長期影響。一碳代謝（OCM）在表觀遺傳修飾中發揮關鍵作用，而孕期OCM會發生顯著變化。現有研究多集中于單個時間點的OCM相關代謝物測定，缺乏縱向和全面的分析。
2024年6月，日本女子營養大學和順天堂大學研究人員在期刊《Nutrients》上發表了題為“Longitudinal Analysis of One-Carbon Metabolism-Related Metabolites in Maternal and Cord Blood of Japanese Pregnant Women”的科學論文，揭示了孕期OCM的動態變化，包括葉酸循環、膽堿代謝途徑、蛋氨酸循環和轉硫途徑的相互作用。發現孕婦5-MTHF和甜菜堿水平可能影響轉硫通量，tHcy/tCys比值是OCM狀態的潛在更敏感指標，原文鏈接：https://doi.org/10.3390/nu16111765。
研究對象
該研究使用的隊列來自千葉母子健康研究（Chiba Study of Mother and Child Health，簡稱C-MACH）。C-MACH 是一項關于母子健康的隊列研究，旨在調查孕期和出生后早期環境暴露對兒童健康的影響。該研究于2014年2月至2015年6月在日本千葉縣招募了434名孕婦，并收集了她們的血液樣本和相關信息，包括生活方式、醫療記錄等。
本研究選取了 C-MACH 隊列中 146 名孕婦及其子代的血液樣本進行分析，該地區沒有實施強化谷物（補充葉酸）的政策。
實驗設計
孕婦血清樣本收集于妊娠早期（孕11.4±0.8周）、妊娠晚期（孕28.4±1.0周）和分娩時（孕39.5±1.1周）。臍帶血是嬰兒出生時從臍帶動脈取出的。母親的生活方式等數據來自調查問卷，母親和嬰兒的醫療數據來自醫院病歷。
檢測方法
使用基于UPLC-MS/MS技術對母親血清和嬰兒臍帶血中18種葉酸代謝相關代謝物，包括 5-甲基四氫葉酸 (5-MTHF)、葉酸 (FA)、膽堿、甜菜堿、二甲基甘氨酸(DMG)、蛋氨酸、S-腺苷蛋氨酸 (SAM)、S-腺苷同型半胱氨酸 (SAH)、高半胱氨酸、總同型半胱氨酸 (tHcy)、胱硫醚、總半胱氨酸 (tCys)、牛磺酸、絲氨酸、甘氨酸、核黃素、吡哆胺和吡哆醇。
結果
由于部分參與者的退出，最終分析了146名妊娠早期母體的血清、131名妊娠晚期母體的血清、116名分娩時母體的血清和121名新生兒臍帶血。孕婦參與研究時的年齡略大（32.3±4.6歲），家庭收入高于出生隊列，大多數孕婦無抽煙喝酒的生活習慣。
在母體和嬰兒血樣中定量檢測到17種一碳代謝物，均沒有測到高半胱氨酸。使用Wilcoxon比較不同時間點母體血清中代謝物的濃度，使用Spearman相關系數來評估母體和嬰兒血樣中代謝物的相關性。分析后發現：
1.孕婦血清中甜菜堿和核黃素濃度在孕晚期和分娩時顯著下降，而膽堿、SAH和絲氨酸濃度隨著孕周增加顯著升高。
2.孕婦血清中5-MTHF和甜菜堿濃度與SAM濃度呈顯著正相關，與SAH濃度無顯著相關性。
3.孕婦血清中甜菜堿/DMG比值與tHcy濃度呈負相關，且隨著孕周增加而增強。
4.孕婦分娩時血清中5-MTHF和甜菜堿濃度與tHcy/tCys比值呈顯著負相關。
5.孕婦分娩時血清中大多數OCM相關代謝物和新生兒臍帶血呈顯著正相關。
6.新生兒臍帶血中大多數OCM相關代謝物濃度普遍高于孕婦分娩時血清，而葉酸、tHcy和tCys除外。
討論
這項研究中首次描繪了OCM在母體懷孕期間的動態變化，包括葉酸循環、膽堿代謝途徑、蛋氨酸循環和轉硫途徑。隨著孕齡的增加，母體5-MTHF水平的降低可能導致BHMT（甜菜堿同型半胱氨酸甲基轉移酶）對Hcy再甲基化的增加和甜菜堿濃度的降低。5-MTHF和甜菜堿的水平可能與轉硫通量有關，在評價OCM水平方面，tHcy/tCys這一比值可能是比5-MTHF和甜菜堿更敏感的指標。
