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神经管畸形是复杂的中枢神经系统先天性缺陷。无脑儿和脊柱裂是神经管畸形两种最常见和最严重的表型。中国神经管畸形的发病率非常高，但不同的地区发病率差别很大。山西吕梁地区的神经管畸形发病率高达199.7/10000，是全球神经管畸形发病率最高的地区。多个营养干预研究都表明孕妇在孕前和孕后早期内强化B族维生素叶酸就可以预防至少一半的新生儿神经管畸形。但神经管畸形的致病机理原理至今未明。众多的研究揭示环境因素和遗传相互作用共同导致了神经管畸形的发生。本研究旨在探寻遗传与环境的相互作用如何影响新生儿神经管畸形的病理。 我们成功地在现场收集了中国山西吕梁地区神经管畸形胎儿和配对的正常对照胎儿的组织样品。随后我们选取符合芯片实验要求的样品的总RNA进行了全基因组表达谱芯片实验。经过综合分析，我们发现在只有在脊髓组中畸形同正常的胎儿相比存在着295个显著表达差异的基因。在这些差异表达的基因中，101个基因表达上调，194个基因表达下调。我们依据差异表达基因构建了的蛋白质相互作用的网络。网络中大部分上调的基因的功能富集于对损伤的反应，下调的主要基因的功能是神经系统发育。 我们发现同正常胎儿相比，神经管畸形胎儿的胆固醇生物合成通路的8个基因表达显著地下调。调节基因SIRT2的表达下调是这8个胆固醇合成代谢调节基因表达量降低的原因。实时定量PCR实验和免疫印迹实验都显示胆固醇合成的相关基因不仅在RNA水平表达下降，蛋白水平上表达也是下降的。脊髓组织的免疫组化实验表明在神经管畸形胎儿中胆固醇合成代谢组成蛋白IDI1和MVD以及调节蛋白SIRT2和SREBP2的定位有比较明显的改变。IDI1，SIRT2和SREBP2的趋势是畸形同正常相比进核数显著增加，MVD是畸形中进核而正常无进核现象。该结果表明胆固醇合成通路相关蛋白的组织定位在神经管畸形胎儿中也有不正常改变。 在细胞水平上干扰叶酸代谢可以降低SIRT2的表达。比较CHO/dhFr-细胞与CHO细胞的蛋白表达情况显示在细胞的叶酸代谢受到干扰的情况下胆固醇合成调节蛋白SIRT2和SREBP2的蛋白水平表达显著降低。我们分析HT-29细胞叶酸消耗的表达谱数据也显示在低叶酸培养的的条件下，SIRT2的表达显著降低。 通过这些研究，我们发现在在脊髓中神经管畸形胎儿同正常对照胎儿相比胆固醇生物合成相关基因表达明显降低，并且发现了导致降低的关键蛋白SIRT2。本研究首次在人类的早期胚胎发育过程将神经管畸形和胆固醇生物合成代谢异常紧密联系在一起，为下一步阐明胆固醇生物合成在早期胚胎神经管发育中的关键作用奠定了基础。