胎児ラットと新生児ラットでは、母親と比較して血漿ギ酸塩が大きい

Plasma Formate Is Greater in Fetal and Neonatal Rats Compared with Their Mothers.

• Margaret E Brosnan
• Garrett Tingley
• Luke MacMillan
• Brian Harnett
• Theerawat Pongnopparat
• Jenika D Marshall
• John T Brosnan

抄録

背景:

ギ酸塩は、プリン合成の基質である１０-ホルミルテトラヒドロフォレート（１０-ホルミル-ＴＨＦ）に組み込むことができ、１-炭素基をさらに還元した後、チミジル酸合成の基質として、またホモシステインのリメチル化の基質として使用することができる。

BACKGROUND: Formate can be incorporated into 10-formyl-tetrahydrofolate (10-formyl-THF), which is a substrate for purine synthesis, and after further reduction of the one-carbon group, may be used as a substrate for thymidylate synthesis and for homocysteine remethylation.

目的:

胎児・新生児ラットおよび妊娠・処女ラットにおいて、ギ酸塩の血漿中濃度およびギ酸塩の産生・利用に関与する遺伝子の発現を調べた。

OBJECTIVE: We examined plasma formate concentrations and the expression of genes involved in the production and utilization of formate in fetal and neonatal rats and in pregnant and virgin female rats.

方法:

1実験では、1～56日齢のラットの血漿中ギ酸塩をGC-MSで測定した。2実験目では、処女雌ラット（成体）、妊娠19日齢のラット（P）とその雌雄の胎児（F）、3日齢のラット（N）と7日齢のラット（J）の子孫を対象に、血漿と羊水をGC-MSでギ酸塩を、肝臓と胎盤のmRNAをqPCRで、いくつかの血漿中アミノ酸をHPLCで分析した。

METHODS: In 1 experiment, plasma formate was measured by GC-MS in rats aged 1-56 d. In a second experiment, virgin female (adult) rats, 19-d pregnant rats (P) and their male and female fetuses (F), and 3-d-old (N) and 7-d-old (J) offspring had plasma and amniotic fluid analyzed for formate by GC-MS, mRNA abundance in liver and placenta by qPCR, and several plasma amino acids by HPLC.

結果:

胚発生日19日目の胎児では、母体よりも血漿中のギ酸塩濃度が有意に高かった。また、新生児ラットでも有意に高かったが、約3週間後にはゆっくりと成人濃度に戻った。ミトコンドリア単機能性10-ホルミルテトラヒドロ葉酸合成酵素(Mthfd1l) mRNAの発現量は、NやJの肝臓よりも胎盤(PP)やFの肝臓の方が有意に高かった。ミトコンドリア二機能性NAD依存性メチレン-テトラヒドロ葉酸デヒドロゲナーゼ/メテニル-テトラヒドロ葉酸シクロヒドロラーゼ(Mthfd2)の発現は、PPとPの肝臓で有意に濃縮され、Fの肝臓では中間的であり、NとJの肝臓ではPPと比較して有意に低かった。セリンヒドロキシメチルトランスフェラーゼ2（Shmt2）、メチレンテトラヒドロ葉酸脱水素酵素1（Mthfd1）、グリシン切断系のグリシン脱炭酸酵素タンパク質（Gldc）のmRNA発現はPPで他のグループと比較して有意に低かった。細胞質NAD(P)依存性10-formyl-tetrahydrofolate dehydrogenase (Aldh1/1)とミトコンドリアNAD(P)依存性10-formyl-tetrahydrofolate dehydrogenase (Aldh1/2)という10-formylTHFの代謝に関わる遺伝子の発現はPPでは非常に弱く、FとNの肝臓では低かったが、Jでは成人になってから有意に高いレベルに達した。Fの血漿中のセリン、グリシン、メチオニン濃度はPの血漿中よりも有意に高かった。

RESULTS: The plasma formate concentration was significantly higher in fetuses at embryonic day 19 than in the mothers. It was also significantly higher in neonatal rats but slowly returned to adult concentrations by ∼3 wk. The abundance of mitochondrial monofunctional 10-formyl-tetrahydrofolate synthetase (Mthfd1l) mRNA was significantly higher in placenta (PP) and F liver than in liver of N or J. Expression of mitochondrial bifunctional NAD-dependent methylene-tetrahydrofolate dehydrogenase/methenyl-tetrahydrofolate cyclohydrolase (Mthfd2) was significantly enriched in PP and liver of P, intermediate in F liver, and much lower in liver of N and J, relative to PP. Serine hydroxymethyltransferase 2 (Shmt2), methylenetetrahydrofolate dehydrogenase 1 (Mthfd1), and glycine decarboxylase protein of the glycine cleavage system (Gldc) mRNA expression was significantly lower in PP compared with other groups. Cytoplasmic NAD(P)-dependent 10-formyl-tetrahydrofolate dehydrogenase (Aldh1/1) and mitochondrial NAD(P)-dependent 10-formyl-tetrahydrofolate dehydrogenase (Aldh1/2) , genes responsible for the catabolism of 10-formylTHF, were very weakly expressed in PP, low in livers of F and N, and reached the significantly higher adult levels in J. Serine, glycine, and methionine concentrations in plasma of F were significantly higher than in plasma of P.

結論:

妊娠ラットの胎児および胎盤ではギ酸塩の代謝が非常に活発である。

CONCLUSIONS: Formate metabolism is highly active in fetuses and in placenta of pregnant rats.

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