Cell and Tissue Journal
Quarterly

The effects of maternal folic acid administration on the expression of mmu-miR-103-1-5p and Mtr in the cerebral cortex of mouse pups

Document Type : Research - Scientific

Authors

Z Khoshkar Chalaksarei 1
F Mashayekhi 2

1 MSC Student, Department of Basic Science, University of Guilan, Rasht, Postcode 4193833697 , Iran

2 Ph.D, Department of Basic Science , University of Guilan, Rasht , Postcode 4193833697, Iran

https://doi.org/10.61882/JCT.16.1.1
Abstract
Aim: Folate, also known as Vitamin B9, is a water-soluble nutrient present in natural food sources. It plays a crucial role in DNA synthesis and repair, as well as in methylation reactions. Folic acid (FA) is the synthetic form of folate found in enriched foods and supplements. The effects of folate deficiency after birth have not been extensively studied. MicroRNAs (miRNAs) are a type of non-coding RNAs that play essential roles in regulating gene expression. In recent years, miRNAs have been associated with various aspects of brain development, including neurogenesis, neuronal migration, axon and dendrite formation, and synaptogenesis. Additionally, altered expression and dysregulation of miRNAs have been linked to neurodevelopmental disorders. Methionine synthase (Mtr) is involved in amino acid metabolism and is responsible for converting the amino acid homocysteine to methionine. Mtr is crucial for brain development and is associated with myelin content. This project aimed to investigate the impact of maternal FA supplementation during pregnancy on the expression of mmu-miR-103-1-5p and Mtr in the cerebral cortex of mouse pups.
Materials and Methods: A total of 45 pregnant mice were divided into three groups, with 15 mice in each group. The first and second groups received FA at doses of 2 and 40 mg/kg of body weight daily by gavage throughout their entire pregnancy, respectively. The third group did not receive FA and served as the control. Subsequently, the cerebral cortex of the offspring was collected immediately after birth for the analysis of mmu-miR-103-1-5p and Mtr expression using real-time PCR. Statistical analysis was conducted using GraphPad Prism software.
Results: In the FA-treated group, the expression of mmu-miR-103-1-5p at a dose of 2 mg/kg body weight was 0.46±0.01, and at a dose of 40 mg/kg body weight, it was 0.27±0.02, whereas in the control group, it was 1.0007±0.03. Statistical analysis revealed a significant decrease in mmu-miR-103-1-5p expression at both the 2 mg/kg and 40 mg/kg doses compared to the controls (p

Keywords

MicroRNAs
FolicAcid
real-time PCR
Mtr

مقدمه

تکوین مغز در پستانداران با نورولاسیون (Neurulation) آغاز می‌شود، نورولاسیون فرآیند پیچیده‌ای است که در موش، از روز 5/8 جنینی شروع و درطی آن لوله‌ی عصبی ایجاد می‌شود (1). متعاقبا تولید نورون‌ها، نوروگلیاها و مهاجرت آن‌ها و تشکیل سیناپس ها رخ می‌دهد (2). همراه با ایجاد سیناپس‌ها (Synaptogenesis)، تشکیل میلین (Myelination) یکی از ویژگی‌های تعیین کننده رشد اولیه مغز پس از تولد است. تشکیل میلین قبل از تولد در سطح بسیار پایین شروع می‌شود و در دوره پس از تولد تسریع می‌یابد (3). برای رشد و نمو صحیح مغز عوامل محیطی و ژنتیکی نقش مهمی ایفا می‌کنند، بهطوری‌که مغز در غیاب سیگنال‌های ژنتیکی و ورودی‌های محیطی ضروری به طور طبیعی رشد نخواهد کرد (4).

مواد غذایی شامل ویتامین‌ها نقش مهمی در بیان ژن‌ها ایفا می‌کنند. فولات که به‌عنوان ویتامین B9 نیز شناخته می‌شود از منابع غذایی مشتق شده است و به‌عنوان یک حامل کلیدی متیل عمل کرده و در واکنش‌های متیلاسیون مانند واکنش‌های لازم برای سنتز نوکلئوتیدها شرکت می‌کند. بنابراین، فولات با فعال کردن سنتز DNA در سلول‌های در حال تکثیر، از رشد سریع پشتیبانی می‌کند (5). به‌طورکلی اصطلاح اسیدفولیک به اشکال مصنوعی ویتامین B9 و فولات به فرم طبیعی آن اطلاق می‌شود (6). کمبود اسیدفولیک در رژیم غذایی که منجر به افزایش سطح هموسیستئین خون بهدلیل تبدیل ناکافی هموسیستئین به متیونین می‌شود، منجر به کاهش تعداد سلول‌های پیش‌ساز عصبی در حال تکثیر شده و بر نوروژنز تاثیر می‌گذارد و باعث نقض‌های لوله‌ی عصبی (Neural tube defects = NTDs) می‌شود (7). فراوان ترین گونه فولات در گردش، 5-متیل تتراهیدروفولات است که برای سنتز متیونین از هموسیستئین از طریق آنزیم متیونین‌سنتاز استفاده می‌شود. سلول‌های مغزی فقط از طریق آنزیم متیونین‌سنتاز می‌توانند هموسیستئین را به متیونین تبدیل کنند (8). علاوه بر عوامل محیطی بیان ژن‌ها هم برای رشد طبیعی مغز ضروری هستند. یکی از ژن‌های مهم، ژن متیونین‌سنتاز (Methionine synthase = Mtr) است که را برای ساخت آنزیمی بهنام متیونین‌سنتاز نقش دارد. این آنزیم در پردازش آمینواسیدها، واحد‌‌های سازنده پروتئین‌ها نقش دارد و انتقال یک گروه متیل از 5-متیل تتراهیدروفولات به هموسیستئین را کاتالیز می‌کند و تتراهیدروفولات و متیونین تولید می‌کند (9). مهارمتیونین‌سنتاز به‌عنوان واسطه چرخه متیونین و فولات باعث مهار متیل‌ترنسفرازها شده و درنتیجه هیپومتیلاسیون  DNAرا به همراه دارد (10). هیپومتیلاسیون DNA عملکردهای حیاتی سیستم عصبی مرکزی را که برای زندگی پس از تولد لازم است، مختل می‌کند (11).

علاوه بر متیلاسیونDNA، عوامل دیگری نظیرmiRNA ها نقش مهمی در تنظیم بیان ژن‌ها دارند. miRNA ها، RNA های غیرکننده 22 نوکلئوتیدی هستند که پس از رونویسی بیان ژن‌ها را با جفت شدن به mRNA تنظیم می‌کنند. پیش بینی می‌شود که بیش از نیمی از همه mRNA ها اهداف miRNA ها باشند و هر miRNA تا صدها ژن هدف را تنظیم می‌کند (12). miRNA  ها در رشد و فعالیت عصبی مغز نقش مهمی ایفا می‌کنند بهطوریکه در تمایز سلول‌های پیش‌ساز عصبی و سلول‌های بنیادی عصبی مغز نقش مهمی دارند  (31). روابط دو جهته‌ای بین وضعیت فولات و پروفایل‌های miRN

-
Cell and Tissue Journal
Volume 16, Issue 1
Spring 2025
Pages 1-17

  • Receive Date 17 June 2025

Home

Guide for Authors

Submit Manuscript

Plagiarism Policy

Contact Us