Nature：甲醛這種毒，我們身體不僅能產生，還知道如何「變廢為寶」

眾所周知，居家環境中的甲醛污染嚴重危害著我們的身體健康，頻繁接觸高濃度的甲醛與血癌、淋巴癌等癌症風險升高密切相關。但來自英國醫學研究委員（MRC）的一項研究發現，這種有毒的化學物質，同時也是我們機體細胞內一種重要反應——「一碳循環」的副產物。這個循環利用維生素-葉酸創造細胞維持功能和增殖所需的DNA和氨基酸。這項發表在Nature雜誌上的研究可能為癌症治療提供新的靶點。

MRC的Ketan Patel博士是該研究的資深作者，他說：「我們已經知道我們的身體必須產生甲醛，但卻不知道它從何而來。」我們發現部分甲醛來自於一個意想不到的重要通路——一碳循環，它被用來製造生命的基石，如DNA和某些氨基酸。一碳循環是一種存在於各種形式的生命中的基本過程，細菌中就有。」

葉酸促進甲醛釋放

甲醛之所以具有毒性是因為它會破壞DNA。不過，我們的細胞有兩條抵禦甲醛危害的防線。首先，一種酶能將甲醛轉化成不那麼危險的化學物質——甲酸鹽。其次，由甲醛引起的DNA損傷可以通過DNA修復酶修復。

氧化分解四氫葉酸（THF）及其他葉酸衍生物釋放甲醛。圖片來源：Nature

研究發現，在實驗室培養的細胞中增加四氫葉酸（一碳循環的關鍵因子）以及其他易氧化的葉酸衍生物可以殺死那些無法給甲醛解毒或缺乏DNA交聯修復的細胞。這或許能為開發癌症藥物提供新的靶點，因為某些類型的癌症——尤其是BRCA1或BRCA2乳腺癌——缺乏DNA修復酶來保護自己免受甲醛毒性的影響。而健康的細胞不會被破壞，因為它們有正常的DNA修復機制。

Patel博士評論道：「一碳循環已經成為癌症藥物的關鍵靶點，這項研究為癌症研究開闢了一個令人興奮的新契機。」

哺乳動物內源性甲醛循環模式圖。圖片來源：Nature

甲醛的雙重作用

研究人員驚奇地發現，有毒的甲醛在細胞中也存在積極的作用，因為它能促進一碳循環。細胞能將甲醛分解成甲酸鹽，後者進入一碳循環從而促進核苷酸合成。這個一碳單位的供給足以維持不能使用絲氨酸（絲氨酸是一碳單位的主要來源）的細胞的生長。

Patel博士說:「令人驚訝的是，儘管人體產生了有重毒的甲醛，但它會將其轉化為一種可以用來為一碳循環提供燃料的物質。因此，這種有毒物質被轉化為對人體有益的物質，以製造某些氨基酸和DNA。葉酸和甲醛具有兩面性：一方面它們為細胞提供了存活和生長的化學物質；另一方面甲醛也會破壞DNA。」

這一發現或許能表明癌細胞如何抵抗目前的化療藥物，如甲氨蝶呤，後者阻止葉酸進入一碳循環。研究人員認為，由於葉酸途徑被阻斷，癌細胞可能通過利用新發現的甲醛途徑來構建癌細胞增殖所需的DNA和蛋白質。

MRC分子和細胞醫學委員會主任Nathan Richardson博士說:「對細胞代謝的重要見解為癌症等疾病的治療干預以及克服現有療法的耐藥性提供了新的機會。」

參考資料：

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