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果蝇研究揭示常见药物致出生缺陷的基因机制

加拿大皇后大学(Queen's University)的一项开创性研究利用果蝇模型,揭示了常见处方药甲氨蝶呤(Methotrexate, MTX)导致出生缺陷的分子机制。该研究不仅鉴定了受MTX影响的特定基因,还展示了果蝇作为研究人类先天缺陷模型的巨大潜力,为未来预防和治疗出生缺陷提供了新思路。

甲氨蝶呤是一种广泛使用的抗肿瘤药物,也用于治疗牛皮癣、异位妊娠、类风湿性关节炎和系统性红斑狼疮。然而,该药物在体内半衰期长,孕期暴露可导致胎儿出现严重出生缺陷,如肢体畸形、颅面异常等。尽管临床已限制其孕期使用,但意外暴露仍时有发生,且其致畸的分子机制此前尚不明确。

研究团队通过给果蝇喂食MTX,观察其子代发育情况,发现果蝇出现了与人类出生缺陷高度相似的表型:弯曲的腿或翅膀、丛生的硬毛和粗糙的眼睛,对应人类婴儿的弯曲四肢、毛发异常和眼球突出。这一发现表明,MTX的致畸作用在进化上高度保守,果蝇可作为研究人类出生缺陷的有效模型。

进一步基因分析显示,MTX影响了多个生物学过程相关的基因,包括细胞周期调控、信号转导、转运、防御反应、基因转录和代谢等。研究参与者、皇后大学研究生约斯林·阿佛来克(Jocelyn Affleck)指出:“MTX具有多靶点效应,这解释了其广泛的致畸性。我们的无脊椎动物模型为研究致畸药物提供了新颖且高效的范例。”

该研究的优势在于果蝇的繁殖周期短(约10天)、成本低,且遗传工具丰富。科学家可在一个月内研究MTX对三代果蝇的影响,大大加速了研究进程。研究负责人、生物学家维琴尼亚·沃克尔博士(Dr. Virginia Walker)表示:“果蝇已被用于衰老、神经退行性疾病和癌症研究,现在它又为出生缺陷研究开辟了新途径。我们鉴定的基因队列为开发‘挽救’疗法提供了初始靶点。”

该成果发表于《药理学》(Pharmacology)杂志新年特刊。研究团队强调,下一步将利用果蝇模型筛选能够逆转MTX致畸效应的化合物,为预防人类出生缺陷提供候选药物。

(责任编辑:泉水)