Nature新文章：维生素C的重要功能

　　

生物通报道  由加州大学旧金山分校的研究人员领导的一个科研小组发现，维生素C可以影响小鼠干细胞内基因的开启或关闭，因此有可能发挥了一种从前未知的基础性作用，帮助引导了小鼠、人类和其他动物的正常发育。

研究人员发现，维生素C促进了某类酶发挥关键作用，松开刹车使得受精后不久胚胎中的一些基因得以激活。

这一研究发现有可能最终促使人们利用维生素C来提高体外受精的效率（当前体外受精的早期胚胎通常是在无维生素的条件下培育），并用于治疗癌症（在癌症中肿瘤细胞通常会异常地接合或是松开基因激活的刹车）。研究结果发表在6月30日的《自然》（Nature）杂志上。

该研究的领导者、加州大学旧金山分校干细胞科学家Miguel Ramalho-Santos博士认为，在短期内，干细胞科学家们有可能开始将维生素C更系统地纳入到他们的操作流程中，以培育出最为健康和有用的干细胞。事实上，这一意外的发现就是在研究人员在一项比较不同培养基配方的研究工作中获得的。

Ramalho-Santos说：“新研究并非是建立在以往的科研工作基础上，发现维生素C与早期发育过程中某些基因的激活之间存在联系是出于偶然。我们偶然发现了这一结果。”

Ramalho-Santo实验室的研究生Kathryn Blaschke和博士后工作人员Kevin Ebata，当时正在比较小鼠干细胞的几种不同的商业培养基。研究人员于是开始探讨某些成分改变干细胞中基因活性的机制。最终，他们发现添加维生素C可以提高某些关键酶的活性，由此松开了阻止大量基因激活的刹车。

维生素C帮助松开的基因激活刹车是被称作为甲基基团的分子。这些甲基基团沿着基因组被添加到DNA上的特异位点，阻止特异基因开启。

在多细胞生物（包括人类）发育的过程中，不同的细胞中呈现不同的甲基化模式。在连续的细胞分裂过程中，甲基基团沿着基因组被添加到DNA的特异位点上。通常这一逐步的甲基化过程作为发育程序的一个重要组成部分，是不可逆的。

然而，在受精后以及早期发育过程中，一种叫做为“Tet”的酶可作用于DNA上广泛的甲基基团，除去这些刹车，由此使得一些基因在必要时激活。

加州大学旧金山分校的研究人员证实，培养干细胞中的Tet酶需要维生素C才能达到最佳活性，更真实地模拟出小鼠胚胎发育早期发生的事件，发挥作用除去DNA上的甲基基团，刺激基因活性。

“维生素C在临床上的潜在用途，包括在体外受精过程中将其用于胚胎培养基中，此外在由异常DNA甲基化驱动的癌症中也值得进一步探索维生素C的用途，”Ramalho-Santos说。

此外，以往科学家们发现许多的成人组织也具有干细胞，它们可以生成特定组织中的各种细胞类型。这为人们提供了一种可能：维生素C或许可以帮助维持成人体内的健康干细胞群。

Ramalho-Santos说：“尽管在这篇论文中我们没有阐述维生素C在成人组织中的功能，鉴于众所周知Tet在成人组织中也发挥作用，我们预计维生素C有可能也调控了成人细胞中的Tet功能。这还有待进一步确定。”

在近几十年里，维生素C已经成为了一种大众化的食品补充剂，在一些临床实验中人们还在继续研究维生素C补充剂的潜在健康利益。80多年前，人们首次提出维生素C在预防坏血病中起至关重要的作用。坏血病是由依赖于维生素C的另一种酶所引起的结缔组织疾病，现在它已不再是一种常见病。

Ramalho-Santos说，维生素C作为一种抗氧化剂，还可以防止化学损伤，这也可能是一些生长培养基供应商将它添加到产品中的原因。但是其他的抗氧化剂分子却无法取代维生素C，来促进Tet酶的活性。

Ramalho-Santos现正致力于在活体小鼠中探讨新发现的这一现象。“下一步是在体内研究维生素C和基因的表达，”他说。

（生物通：何嫱）

生物通推荐原文摘要：

Vitamin C induces Tet-dependent DNA demethylation and a blastocyst-like state in ES cells

DNA methylation is a heritable epigenetic modification involved in gene silencing, imprinting, and the suppression of retrotransposons1. Global DNA demethylation occurs in the early embryo and the germ line2, 3, and may be mediated by Tet (ten eleven translocation) enzymes4, 5, 6, which convert 5-methylcytosine (5mC) to 5-hydroxymethylcytosine (5hmC)7. Tet enzymes have been studied extensively in mouse embryonic stem (ES) cells8, 9, 10, 11, 12, which are generally cultured in the absence of vitamin C, a potential cofactor for Fe(ii) 2-oxoglutarate dioxygenase enzymes such as Tet enzymes. Here we report that addition of vitamin C to mouse ES cells promotes Tet activity, leading to a rapid and global increase in 5hmC.