임산부의 혈중 엽산과 호모시스테인 수준이 태반세포의 DNA 메틸화와 임신결과에 미치는 영향

Abstract

DNA methylation is one of the best characterized epigenetic mechanisms that play a regulatory role in genome programming and imprinting during embryogenesis. In this present study, we investigate the association between DNA methylation in human placenta and maternal folate and homocysteine concentrations on the Methylenetetrahydrofolatereductase(MTHFR) genetic polymorphism during pregnancy and also check the association between DNA methylation and adverse pregnancy outcome. We investigated 107 pregnant women who visited Ewha Womans University Hospital for prenatal care during 24-28 gestational weeks. During the second trimester, we measured serum homocysteine and folate concentrations. MTHFR 677 genetic polymorphism was determine by PCR-RFLP assay. The expression of DNA methylation in the human placentas was estimated using immunohistochemistry method. Serum folate was negatively correlated with serum homocysteine concentration in all MTHFR genotype. We found positive correlation between folate concentrations and DNA methylation in human placenta(p<0.05). Increasing concentration of homocysteine was associated with reduced DNA methylation in human placenta. The coefficient value was -2.03(-3.77,-0.29) in regression model(p<0.05). Compared with infant's birth weight by DNA methylation expression status, the level of infant's birth weight were higher in women with above 90 percentile DNA methylation in placenta than in others (p=0.001) These findings suggest that maternal folate and homocysteine levels on the MTHFR 677 genetic polymorphism during pregnancy affect DNA methylation and adverse pregnancy outcome.;과거 연구들에 의하면 호모시스테인혈증은 동맥경화 및 정맥혈전증의 위험을 증가시킨다고 보고되었다. 임신 중의 호모시스테인 상승은 많은 산과적 문제를 초래하며 특히 태아에게 있어 신경관 결손, 유산, 태반경색과 파열과 관련이 있다. 임신 기간 동안 엽산과 비타민 B12의 결핍은 MTHFR(Methylenetetrahydrofolate) 677 유전자변이와 상호 작용하여 호모시스테인의 농도를 높여 태아 또는 태반의 세포 성장과 재생에 장애를 초래하여 조기분만 및 자궁 내 발육지연을 일으킬 수 있다. DNA 메틸화는 배 발생 과정 중 유전체 프로그래밍과 유전자 각인을 조절하는 중요한 후생 유전학적 현상으로 알려져 있다. DNA 저메틸화는 크로마틴 구조에 변화를 가져와 유전자 침묵현상을 유발하게 되며 최근 엽산 결핍 시 정상적인 메티오닌 싸이클 과정에 이상이 생겨 DNA 저메틸화가 초래된다는 보고가 있었다. 따라서 본 연구에서는 임신 24~28주 산모의 엽산과 호모시스테인 농도에 따른 태반세포 DNA 메틸화를 MTHFR 677 유전다형성군을 고려하여 평가하였으며 이에 따른 출생 시 체중에 대하여도 살펴보았다. 산전 진찰을 위해 이화여자대학교 산부인과에 내원한 임신 24~28주 산모 107명을 연구 대상자로 하였으며 외래 방문 시 혈중 엽산, 호모시스테인 농도를 측정하고 MTHFR 677 유전다형성을 평가하였다. 면역조직화학염색법으로 분만 후 수집된 태반조직에서 DNA 메틸화를 평가하였다. 혈중 호모시스테인 농도가 증가할수록 태반세포 DNA 저메틸화가 일어남이 관찰되었으며 회귀계수는 -2.03(-3.77, -0.29)이었고 이는 통계적으로 유위하였다(p <0.05). 혈중 엽산과 호모시스테인은 음의 상관관계를 보였으며 특히 MTHFR TT 군에서 가장 강한 음의 상관관계를 갖는 것으로 분석되었다(r=-0.61). 혈중 엽산 농도가 높아질수록 태반세포 DNA 메틸화는 증가하였으며 이는 통계적으로 유의하였다(p <0.05). 태반세포 DNA 메틸화가 상위 90% 이상인 군에서 출생 시 체중이 높았으며 이는 통계적으로 유의하였다. 또한 조산아와 저 체중아와 정상아군을 분류하고 각 군에서 모체 태반의 DNA 메틸화를 평가하였을 때 조산아와 저 체중아 군에서 정상군보다 DNA 메틸화 발현이 감소됨을 관찰하였으나 통계적 유의성은 보이지 않았다. 본 연구 결과는 모체의 혈중 엽산과 호모시스테인 수준이 태반세포 DNA 저메틸화와 임신결과 영향을 주며 이에 특정 유전자의 다형성이 상호작용함을 제시하여 준다. 향후 산모를 대상으로 엽산과 식이요인에 대한 지속적인 중재와 관리가 필요할 것으로 생각되며 이에 대한 후속 연구가 활발히 이루어져야 할 것으로 생각된다.