Nature：「自己人」也會生成毒甲醛？

該研究揭示出，甲醛是一個被稱為「一碳代謝（循環）「的重要細胞內部過程的副產物。這個循環利用葉酸生成DNA和必要的氨基酸，細胞需要它們才能正常工作和增殖。

MRC分子生物學實驗室的Ketan Patel博士說：「我們肯定會在體內生成甲醛，但是我們不知道它究竟來自哪裡。現在發現，某些甲醛的來源很不可思議，它來自於一個重要的過程，即所謂的一碳代謝。這個過程為生命生成重要的構件，比如DNA和某些氨基酸。這是一種存在於所有生命形式中的基本過程，即使是細菌也如此。」

甲醛有毒，因為它會破壞DNA。不過，我們的細胞有兩道防線抵禦甲醛。首先，一種酶會將甲醛轉化為一種危險性較低的化學物質——甲酸鹽。之後，由甲醛造成的DNA損傷會被DNA修復酶所修復。

這項研究可以為癌症新葯的開發提供新的靶標，因為某些癌症（比如BRCA1和BRCA2乳腺癌）缺少DNA修復酶來保護DNA不受甲醛毒素的傷害。研究人員發現，使用葉酸治療實驗室培養的細胞會釋放甲醛，他們推測，這會對那些無法修復這種損傷BRCA癌細胞的DNA造成嚴重的破壞。周圍的健康則沒有受到損傷，因為它們具備修復DNA的機制。

Patel博士解釋說：」一碳代謝已經成為癌症藥物的重要靶標，該發現為癌症研究提供了令人興奮的新契機。「

哺乳動物內源性甲醛循環模式圖。圖片來源：Nature

雙重作用

科學家驚奇地發現，毒素甲醛在細胞中也有正面的作用，因為它能夠促進一碳代謝。細胞能將甲醛分解成甲酸鹽，後者進入一碳代謝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：」儘管身體會生成這種有毒的甲醛，但是甲醛在之後卻會被轉換為甲酸鹽用於促進一碳代謝。所以，有毒的東西可以轉化為對身體有用的東西，生成特定的氨基酸和DNA。葉酸和甲醛有兩面性：有益的是，它們為細胞提供化學構件，使細胞能夠存活和生長，有害的是，甲醛會破壞DNA。「

這項發現表明了癌細胞是如何能夠抵抗化療藥物的，比如甲氨蝶呤，該藥物阻止葉酸進入一碳代謝。研究人員認為，當葉酸的通路被阻斷，癌細胞能夠轉向使用這種新發現的甲醛通路來構造生存和增殖所需要的DNA和蛋白質。

MRC分子和細胞醫學的負責人Nathan Richardson博士說：「關於細胞代謝的重要發現使我們有新的機會找到癌症等疾病的治療干預措施，並克服疾病對現有療法的耐受性。」

雖然該研究表明，增加葉酸的輸入會導致更多的甲醛生成，但是該實驗是在人工培養的細胞上進行的，並且使用的葉酸劑量非常高，而且細胞的基因被修改，它們不能處理甲醛。作者指出，現在無法得出關於活體動物服用葉酸造成的全面影響的結論。

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