叶酸通过调节甲硫氨酸循环代谢及 DNM3-AKT 通路促进周围神经损伤修复的机制研究

《NeuroMolecular Medicine》：Folic Acid Promotes Peripheral Nerve Injury Repair via Regulating DNM3-AKT Pathway Through Mediating Methionine Cycle Metabolism

为探究叶酸（FA）对周围神经损伤（PNI）的保护作用及潜在机制，研究人员建立相关模型开展研究。结果发现，FA 可调节甲硫氨酸循环代谢，通过影响 DNM3 的表观遗传修饰，经 DNM3-AKT 通路促进 PNI 修复，为治疗 PNI 提供新方向。

　　在日常生活中，我们可能会因意外受伤，而周围神经损伤就是临床常见的问题。它会导致患者出现感觉、运动以及自主神经功能障碍，极大地影响生活质量和社会经济状况。虽说周围神经自身有一定的再生能力，但往往难以自发完全修复，容易引发肌肉萎缩、慢性疼痛等并发症。目前，像生长因子、神经营养因子这类药物虽能促进神经再生，可效果有限，还可能带来过敏反应、肝肾功能损伤等副作用。所以，探寻更有效的治疗方法迫在眉睫。

在此背景下，首都医科大学附属北京天坛医院等机构的研究人员开展了一项关于叶酸（Folic Acid，FA）对周围神经损伤（Peripheral Nerve Injury，PNI）修复作用的研究。该研究成果发表在《NeuroMolecular Medicine》上，为周围神经损伤的治疗带来了新的希望。

研究人员采用了多种关键技术方法来开展研究。在细胞层面，通过获取小鼠的背根神经、股神经肌支、背根神经节和脊髓前角组织进行细胞培养 。运用高效液相色谱 - 串联质谱（UPLC-MS/MS）技术，对甲硫氨酸循环代谢中的关键代谢物进行精确测定。利用 RNA 干扰技术，抑制甲硫氨酸循环关键酶基因，构建代谢紊乱模型。此外，还建立了大鼠坐骨神经挤压伤模型，综合运用 CCK-8 检测、流式细胞术、平衡木测试、神经形态学观察、肌电图检测和 ELISA 等多种实验方法，从细胞增殖、凋亡、运动功能、神经结构和电生理等多个角度进行评估。

下面来看具体的研究结果：

1. 甲硫氨酸循环代谢的体外研究：研究人员在体外通过抑制或敲除甲硫氨酸循环关键酶基因，构建了施万细胞和神经元的甲硫氨酸循环代谢紊乱模型。用不同剂量的 FA 处理细胞后，发现与对照组相比，模型组的 S - 腺苷甲硫氨酸（SAM）水平显著下降，同型半胱氨酸（Hcy）水平上升；而补充 FA 后，SAM 和 Hcy 水平均恢复正常。CCK-8 检测表明，FA 处理可恢复模型组降低的细胞活力；流式细胞术显示，FA 能显著减少模型组凋亡细胞的比例；形态学观察也证实，FA 干预改善了神经细胞结构。
2. 甲硫氨酸循环代谢的体内研究：在体内实验中，给大鼠每天注射 0.8mg/kg 的 FA，持续 4 周。结果显示，与对照组相比，代谢紊乱模型组的 SAM 水平下降，Hcy 水平上升，补充 FA 后二者恢复正常。在诱导甲硫氨酸代谢紊乱模型大鼠发生 PNI 后，给予 FA 处理，发现 FA 处理组大鼠的运动协调能力得到改善，神经形态恢复，神经元数量增加，神经细胞存活率提高，坐骨神经传导速度加快。
3. DNM3 的表观遗传修饰：研究人员提取大鼠坐骨神经组织，通过 qPCR 定量分析发现，补充 FA 后，PNI 大鼠坐骨神经组织中 DNM3 启动子区域的甲基化水平显著降低，这表明 FA 可通过降低甲基化水平，减弱甲基化对 DNM3 的抑制作用，促进其表达。通过染色质免疫沉淀（ChIP）实验，研究人员还发现组蛋白修饰也参与了 DNM3 的转录调控，这意味着 FA 可能通过 DNA 甲基化和组蛋白修饰两种机制，调节 DNM3 的表观遗传状态，促进 PNI 修复。
4. FA 对 PNI 的修复作用：研究人员通过在体外培养的施万细胞和神经元中，利用 DNM3 腺病毒介导的过表达或 RNA 干扰技术，并结合体内外的免疫沉淀实验，证实了 DNM3 与 AKT 相互作用。Western blot 分析显示，与对照组相比，DNM3 - 神经损伤组中抗凋亡蛋白 BCL-2、自噬相关蛋白 LC3 和 Beclin-1 表达上调，促凋亡蛋白 Bax 和 Caspase-3 基因下调；而 FA 处理后，这些蛋白的表达水平恢复正常。ELISA 检测发现，DNM3 - 神经损伤组中氧化应激相关酶谷胱甘肽过氧化物酶（GPx）和超氧化物歧化酶（SOD）的活性升高，FA 处理后恢复到正常水平。这一系列实验表明，FA 通过 DNM3-AKT 通路，调节细胞凋亡、自噬和氧化应激反应，促进 PNI 修复。

研究结论表明，FA 能够通过调节甲硫氨酸循环代谢，影响 DNM3 的表观遗传修饰，进而激活 DNM3-AKT 通路，调节细胞命运和氧化应激反应，最终促进周围神经损伤的修复。这一研究为周围神经损伤的治疗提供了新的理论依据和潜在的治疗靶点，具有重要的研究和临床应用价值。不过，该研究也存在一定的局限性。例如，甲硫氨酸循环干扰模型可能无法完全模拟体内的病理状态；大鼠模型与人类生理的复杂性存在差异，研究结果外推到临床应用时需谨慎；DNM3 与 AKT 通路之间具体的分子相互作用，如结合位点和相互作用蛋白等，还需要进一步深入研究。未来，研究人员可针对这些问题展开更深入的探索，为开发针对周围神经损伤的精准治疗策略奠定基础。