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随着人们生活习性和膳食结构的改变,结直肠癌发生率已在全球范围位居第三。叶酸对结直肠癌在内的多种肿瘤有一定防范作用,且能抑制结直肠癌个体术后黏膜细胞增生。FOLR1基因编码叶酸受体蛋白α(Folate Receptorα,FRα),该受体蛋白与叶酸的亲和力及其自身的表达量对叶酸摄取起决定性作用。FOLR1蛋白能与叶酸特异性地结合并将其转运至细胞内,进入细胞的叶酸通过一碳单位代谢参与DNA的合成、损伤修复和甲基化。当叶酸缺乏和代谢异常时,通常引起DNA结构和基因表达异常等基因组稳定性下降事件,从而提高神经系统发育异常、多种退行性疾病及肿瘤发生风险。为探讨不同氧化态叶酸缺乏对不同状态结肠细胞FOLR1表达和细胞基因组稳定性的影响与差异,本研究从叶酸对人正常/结肠癌细胞FOLR1转录与翻译的影响及差异、叶酸对二受试细胞染色体不稳定性(Chromosome Instability,CIN)的影响二个层面进行分析,以RPMI-1640培养基为对照(叶酸2266nmol/L),选取还原态的5-methyltetrahydrofolate(5-MeTHF)和氧化态的Folic Acid(FA)缺乏浓度(22.66 nmol/L)、维持基因组结构稳定的充足浓度(226.6 nmol/L)干预培养人结肠腺癌细胞COLO205、人正常结肠上皮细胞CCD-841-CoN(CCD)28天,取培养第14天和第28天细胞提取总RNA和总蛋白,用RT-qPCR及2-ΔΔCT法分析受试细胞二个时段FOLR1基因转录表达情况;用Western Blotting检测二个时段干预后FOLR1蛋白表达情况;在干预培养的第9、18、27天,用胞质分裂阻断微核试验(Cytokinesis-Block Micronucleus assay,CBMN)检测二受试细胞株的CIN水平。研究结果显示:(1)在自然状态下,CCD细胞的FOLR1蛋白相对表达显著低于COLO205细胞(P<0.001)。(2)二种状态的叶酸干预14和28天,COLO205细胞FOLR1转录和蛋白表达变化趋势一致;叶酸浓度降低,FOLR1转录(P<0.001~0.01)和蛋白(P<0.01~0.05)表达显著升高;且在叶酸缺乏(22.66 nmol/L)时,CIN率显著高于对照(2266nmol/L,P<0.01)。在CCD细胞中,叶酸缺乏(22.66 nmol/L)时,14天干预时FOLR1转录(P<0.001)和蛋白(P<0.01~0.05)较对照组显著升高;而干预28天时,叶酸缺乏引起CCD细胞的FOLR1转录(P<0.001)和蛋白(P<0.01~0.05)表达显著低于对照,同时,叶酸缺乏引起CCD细胞的CIN率显著高于对照组(P<0.01~0.05)。(3)不同氧化态叶酸干预对COLO205和CCD细胞FOLR1转录影响程度存在差异,在叶酸缺乏浓度(22.66 nmol/L)下,5-MeTHF对二种受试细胞FOLR1转录表达上调作用显著强于FA组(P<0.01)。结果提示,叶酸缺乏在正常细胞和结肠腺癌细胞中均引起FOLR1 mRNA及蛋白表达上调,CIN升高;但在正常细胞中,叶酸持续缺乏导致后期出现FOLR1mRNA和蛋白表达下降,推测叶酸缺乏诱导染色体损伤并促使细胞生长停滞或凋亡,基因表达下滑;而肿瘤细胞自身具有永生化及FOLR1高表达的特性,其响应叶酸缺乏及其细胞生长阻滞效应的能力低于正常细胞。研究还提示,叶酸缺乏导致FOLR1表达上升,5-MeTHF对基因转录上调作用强于FA。