北京大学公共卫生学院营养与食品卫生学系李勇教授的“心脏畸形的发生病因、机制和预防
基础研究” 成果获2006年北京市科学技术三等奖。
心脏畸形是指胚胎或胎儿在宫内发生的心脏发育异常，是儿科最常见的病种之一，亦是导致
孕妇流产、围产儿和婴幼儿死亡的最主要原因之一。目前有关心脏畸形的病因学及发病机理
尚不完全清楚，但绝大多数心脏畸形为遗传因素和环境因素共同作用的结果，属多基因病。
孕期营养不良、环境污染是造成胎儿生长停滞及出生缺陷的最常见原因。
同型半胱氨酸（homocysteine，Hcy）是体内蛋氨酸的代谢中间产物，叶酸作为Hcy代谢途径
中重要的甲基供体，叶酸缺乏会导致高Hcy血症。此外Hcy/叶酸代谢关键酶的基因变异也可能
导致Hcy在体内的蓄积。过量的Hcy具有细胞毒性，可使巯基氧化产生自由基，引起DNA损伤和
细胞凋亡，并干扰蛋白质、脂类和DNA等的甲基化反应，产生错误蛋白和无功能蛋白。流行病
学调查发现孕期增补复合维生素可降低胎儿发生先天性心脏病的危险性，但其机制目前尚不
清楚。据此，本课题拟针对这些问题和空白展开研究，从动物实验和人群研究两个方面，阐
明Hcy的发育毒性及叶酸的拮抗机制，为在人群中有效地开展叶酸等多种营养素补充，促进优
生优育提供科学依据。
项目从环境和遗传两方面着手，应用现代理论和先进技术手段，从人群到动物，从体内到体
外，从胚胎到分子，从现象到本质，从结构到功能，从宏观到微观，进行分层对比分析，从
胚胎、细胞、细胞器、蛋白质、基因等多级水平上，定量、定性地揭示心脏畸形的发生病因
和机制，并为进一步防治提供依据。
项目主要从以下三个方面探讨了心脏畸形的发生病因及其机制：环境危险因素对胚胎心脏发
育的影响及其机制；胚胎心脏发育相关基因调控及新基因克隆、表达和功能研究；先天性心
脏病人群流行病学研究。
该项目从1998年开始研究至2005年，历经八年，在多项科研课题资助的资助下，取得了初步
的成果。首先在方法学和研究模型上，首次建立了鸡早胚尿绒毛膜血管微量血采集法、鸡受
精卵显微转基因技术、卵黄囊胎盘培养模型和早胚心肌细胞原代培养等；从动物到人群，从
整体到胚胎、组织器官、细胞、蛋白质、基因等多级水平对Hcy、环境类激素污染物的心脏发
育毒性及其机制进行了深入系统的研究；首次从细胞凋亡、卵黄囊结构和功能、早胚心肌细
胞毒作用等角度分别诠释了Hcy和环境类激素污染物的致畸机制；克隆了三个小鼠心脏发育特
异新基因——Lrcc10、Srd52l2和 Ercc6l，以及一个Hcy诱导的新基因——Hcy-2，
并对其表达和功能进行了研究；首次证明心脏特异表达转录因子dHAND与MEF2C在细胞内外结
合形成蛋白复合体参与调节心脏的发育；本项目通过动物试验和人群相关性分析证实叶酸、
维生素B12是影响Hcy水平的重要因素，能有效拮抗Hcy的发育毒性，并具有协同效应，为心脏
畸形的防治提供了可靠的实验室证据；通过以核心家庭为基础的人群遗传流行病学研究，筛
查出先天性心脏病发生的关键基因位点，并建立先心病生物信息库。本项目已发表相关论著
57篇，其中SCI收录12篇，被国内外引用86次。
我国是人口大国，每年约有2000万婴儿出生，其中约有20万～30多万肉眼可见的先天畸形儿
出生，加上出生数月和数年才显出来的缺陷，先天残疾儿童高达80万～120万人/年，约占每
年出生人口总数的4％～6％，是导致孕妇流产、围产儿和婴幼儿死亡，以及儿科最常见的病
种之一。其中尤以心脏畸形最多见，但目前这种最常见出生缺陷的病因学及发病机理尚不完
全清楚。本项目从环境和遗传两方面着手，在整体、胚胎、器官、细胞、细胞器、蛋白质、
基因等多级水平上定量、定性地揭示心脏畸形发生的机理，在研究内容和方法上达到国际领
先水平，对于国内外同类研究具有很好的参考价值；发现和提出研究、预防和治疗心脏畸形
的新方法、新技术和新产品，为出生缺陷的防治提供新思路和新途径；为我国重大疾病的研
