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“自己人”也会生成毒甲醛？

在这个谈“甲醛”色变的岁月里，科学家们又有了新发现。8月16日发表在《Nature》上的新研究（点击左下角阅读原文）发现，我们身体中的一些甲醛并不来自于外部环境，而是我们细胞内部一种必不可少反应的副产物。根据英国医学研究理事会(MRC)分子生物学实验室的说法，这项研究可能为开发癌症治疗提供新的靶标。

该研究揭示出，甲醛是一个被称为“一碳代谢（循环）“的重要细胞内部过程的副产物。这个循环利用叶酸生成DNA和必要的氨基酸，细胞需要它们才能正常工作和增殖。

MRC分子生物学实验室的Ketan Patel博士说：“我们肯定会在体内生成甲醛，但是我们不知道它究竟来自哪里。现在发现，某些甲醛的来源很不可思议，它来自于一个重要的过程，即所谓的一碳代谢。这个过程为生命生成重要的构件，比如DNA和某些氨基酸。这是一种存在于所有生命形式中的基本过程，即使是细菌也如此。”

甲醛有毒，因为它会破坏DNA。不过，我们的细胞有两道防线抵御甲醛。首先，一种酶会将甲醛转化为一种危险性较低的化学物质——甲酸盐。之后，由甲醛造成的DNA损伤会被DNA修复酶所修复。

这项研究可以为癌症新药的开发提供新的靶标，因为某些癌症（比如BRCA1和BRCA2乳腺癌）缺少DNA修复酶来保护DNA不受甲醛毒素的伤害。研究人员发现，使用叶酸治疗实验室培养的细胞会释放甲醛，他们推测，这会对那些无法修复这种损伤BRCA癌细胞的DNA造成严重的破坏。周围的健康则没有受到损伤，因为它们具备修复DNA的机制。

Patel博士解释说：”一碳代谢已经成为癌症药物的重要靶标，该发现为癌症研究提供了令人兴奋的新契机。“

哺乳动物内源性甲醛循环模式图。图片来源：Nature

双重作用

科学家惊奇地发现，毒素甲醛在细胞中也有正面的作用，因为它能够促进一碳代谢。细胞能将甲醛分解成甲酸盐，后者进入一碳代谢从而促进核苷酸合成。这个一碳单位的供给足以维持不能使用丝氨酸（丝氨酸是一碳单位的主要来源）的细胞的生长。

Patel博士说：”尽管身体会生成这种有毒的甲醛，但是甲醛在之后却会被转换为甲酸盐用于促进一碳代谢。所以，有毒的东西可以转化为对身体有用的东西，生成特定的氨基酸和DNA。叶酸和甲醛有两面性：有益的是，它们为细胞提供化学构件，使细胞能够存活和生长，有害的是，甲醛会破坏DNA。“

氧化分解四氢叶酸（THF）及其他叶酸衍生物释放甲醛。图片来源：Nature

这项发现表明了癌细胞是如何能够抵抗化疗药物的，比如甲氨蝶呤，该药物阻止叶酸进入一碳代谢。研究人员认为，当叶酸的通路被阻断，癌细胞能够转向使用这种新发现的甲醛通路来构造生存和增殖所需要的DNA和蛋白质。

MRC分子和细胞医学的负责人Nathan Richardson博士说：“关于细胞代谢的重要发现使我们有新的机会找到癌症等疾病的治疗干预措施，并克服疾病对现有疗法的耐受性。”

虽然该研究表明，增加叶酸的输入会导致更多的甲醛生成，但是该实验是在人工培养的细胞上进行的，并且使用的叶酸剂量非常高，而且细胞的基因被修改，它们不能处理甲醛。作者指出，现在无法得出关于活体动物服用叶酸造成的全面影响的结论。

Mammals divert endogenous genotoxic formaldehyde into one-carbon metabolism 

Nature(2017) doi:10.1038/nature23481

（来源：中国生物技术网 2017-08-18）