发布日期：2017-08-23
一般来说，刚装修的新房子是不能立刻住进去的，为什么呢？因为空气中可能含有较多致癌物质甲醛（Formaldehyde）。但是，在人体内居然也有甲醛自然产生的。近日，一组来自英国医学研究理事会（Medical Research Council, MRC）分子生物学实验室的科学家们研究发现，人体内的甲醛不完全来源于外部环境，也可能是细胞活动的副产物，而且甲醛竟可参与人体中的重要代谢过程！这一发现可能会使当前的癌症治疗手段发生改观。
根据他们发表在《Nature》期刊上的实验结果称，人体内的一部分甲醛其实是人体内“一碳代谢”的副产物。论文的主要作者、医学研究理事会分子生物学实验室的 Ketan Patel 博士说：“我们早已知道人体会自我产生甲醛，但一直不知道它的源头在哪里。这一次，出乎我们意料的是，一部分甲醛竟来自于我们生命的基本活动之一‘一碳代谢’。一碳代谢有维生素叶酸参与，生产出核苷酸和细胞活动的基本原料氨基酸，它是存在生物圈中所有生命体中的基本生命活动。”
之所以甲醛被人们视为有毒有害物质，是因为它会对DNA造成破坏。不过，人体的细胞为了抵御甲醛不良影响建立了两道防线；首先，人体的细胞会将甲醛经过反应后变成一种相对安全的化学物质——甲酸；其次，被甲醛所破坏的 DNA 可以用 DNA 修复酶来修复。
Patel 博士说：“惊人的是，虽然人体自身合成了剧毒的甲醛，最终却转化成为了甲酸盐，是一碳代谢的能量来源，合成特定氨基酸和DNA的原料。叶酸和甲醛对于人体来说是一把双刃剑，即是生命活动的物质基础，又是DNA的‘终结者’。”这次研究也发现了为什么现在的癌症会对化疗抗癌药物产生抗性，就拿阻止叶酸进入人体碳代谢的甲氨蝶呤（methotrexate）来说。在研究员们看来，当叶酸被阻止进入时，癌细胞还会在甲醛的滋养下进一步的在人体内扩散。
此次研究成果将为今后癌症治疗手段的发展找到了新的切入点，比如说 BRCA1 或 BRCA2 型乳腺癌患者，他们就缺少DNA修复酶来保护他们免受甲醛毒性的侵蚀。在实验室中，研究员们模拟了人体内甲醛产出的过程（即向人工培育的细胞中加入叶酸的方式），他们发现，BRCA突变的癌细胞对于产出甲醛的毒性没有任何抵抗机制，进而对细胞造成了致命的伤害。不过甲醛并不会影响到周围的健康细胞，因为它们的DNA修复体系还很健全。对此Patel博士评价说：“‘一碳代谢’已经是当今癌症药物主要的切入点了，而这个研究成果则给我们带来了更多的可能性。”
在研究过程中，研究人员还发现，在实验室内人工培养的细胞中，叶酸的摄入量越多，产生的甲醛就越多，整体毒性就会越强。而令人为难的是，叶酸是一种水溶性维生素，缺少叶酸会造成婴儿神经管畸形（它是孕妇的孕期必备维生素）。另外，对成人来说，叶酸促进骨髓中幼细胞成熟的作用，人类如果缺乏叶酸可引起巨红细胞性贫血以及白细胞减少症。
需要注意的是，上述实验是在人工培养的细胞中进行的，与人体中的实际情况一般会有较大区别。比如说，叶酸具有水溶性，人体中多余的叶酸可随尿液排出。此次研究的作者也提醒我们，生物摄入叶酸所造成的影响尚无定论。不管怎样，相信在营养摄入方面，保持合适的范围会是一个正确的策略。
正如所有里程碑式的发现一样，本次研究同样有未解决的问题。作者们确定了叶酸是甲醛的来源之一，但其他来源则存在于哺乳动物的细胞中。每个来源对一碳代谢的相对贡献情况未明，确定其使用途径的生物学背景以及甲醛与其他单碳供体（如丝氨酸）之间的相互作用也仍有待确认。甲醛参与的一碳代谢如何实现调节功能的机制也仍然是谜。
此外，当营养物质易于摄入时，人体内会产生超过生物需求的甲酸盐，这表明，为甲醛解毒可以变相地储存用于代谢的甲酸盐。 或许在多细胞环境如肿瘤微环境中，就存在一碳代谢所需的氨基酸不足的情况。 因此，此次研究开辟了不少新方向。鉴于研究结果毫无疑问与癌症病因息息相关，且该技术可用于所涉及的各种生物学研究分支上，我们可以期待之后更多的成果。
来源：DeepTech深科技（微信号 mit-tr）
