氧化應激和DNA甲基化在同型半胱氨酸誘導神經管畸形中的作用機制探討.pdf

1、同型半胱氨酸(homocysteine,HCY),是一種含硫氨基酸,是一碳代謝的中間產物。神經管畸形(Neural Tube Defects NTDs)是指胚胎發(fā)育早期,由于遺傳因素和環(huán)境因素的影響,致神經管的發(fā)生和分化紊亂而出現的人類出生缺陷中最常見和最嚴重的一組畸形。近年來的研究表明:體內HCY升高與NTDs關系密切,但HCY致NTDs的分子機制尚不完全清楚。
　　 目的:研究HCY導致NTDs的新的致病機制,并針對致病機制

2、提出保護措施,為神經管畸形的治療和預防提供基礎。
　　 方法:以雞胚為動物模型,研究HCY對雞胚神經管發(fā)育的影響及可能的分子機制。通過石蠟切片和H-E染色分析HCY對雞胚神經管的影響:檢測HCY對活性氧(ROS)、丙二醛(MDA)、總谷胱甘肽(GSSG)、超氧化物岐化酶(SOD)、谷胱甘肽過氧化物酶(GPX)等氧化應激相關指標的影響；高效液相色譜(HPLC)、全胚免疫熒光、wester blot檢測HCY對DNA甲基轉移能力的影

3、響；Taqman real timePCR檢測HCY處理后miR-124的變化；免疫組化分析SCP1.、Pax6/和Tuj1蛋白的表達；通過雞胚卵內電轉對miR-124進行敲低和過表達,分析其對神經管發(fā)育的影響。
　　 結果:(1)HCY能顯著降低雞胚的生存能力,影響胚胎外血管發(fā)育,導致脊柱裂畸形,與抗氧化劑N-乙酰半胱氨酸(NAC)或膽堿(CHO)聯合處理能部分恢復以上表型,表明HCY導致的脊柱裂與氧化應激和一碳代謝異常有關。

4、
　　 (2)HCY導致ROS明顯增加,MDA含量明顯增加,Mn-SOD活性和GPX活性明顯下降,與NAC聯合處理能部分恢復以上改變。
　　 (3)HCY導致基因組DNA整體低甲基化,S-腺苷甲硫氨酸(SAM)含量下降,S-腺苷同型半胱氨酸(SAH)含量上升,SAM/SAH下降,DNMT1和DNMT3a蛋白表達下降,CHO與HCY聯合處理能部分恢復以上改變。
　　 (4)NAC與HCY聯合處理能部分恢復HCY導致

5、的基因組整體低甲基化和DNMT1及DNMT3a蛋白表達的下降,SAM、SAH及SAM/SAH則沒有明顯差別。
　　 (5)HCY導致miR-124表達明顯下調,與去甲基化藥物5-氮雜脫氧胞苷(5-AZA)聯合處理能部分恢復表達,表明miR-124的調控與啟動子區(qū)超甲基化有關。免疫組化顯示miR-124調控的靶基因SCP1表達上調,神經前體細胞marker Pax6表達上調,神經元marker Tui1表達下調。
　　 (

6、6)對miR-124進行敲低后雞胚出現脊柱裂,SCP1和Pax6表達上調,Tuj1表達下調,表明miR-124在神經管正常發(fā)育中起著重要作用。
　　 結論:(1)本研究首次證實HCY可通過氧化應激影響DNA甲基轉移能力,并證實NAC和CHO對HCY導致的NTDs具有保護作用。
　　 (2)HCY通過氧化應激和干擾甲基代謝影響DNA甲基轉移能力,導致基因組DNA整體低甲基化,并伴隨局部區(qū)域的超甲基化。這種表觀遺傳修飾可能是