【摘 要】
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目的：为了阐明衰老动物时钟基因启动子甲基化在衰老中的作用机制,采用先进的分子生物学技术对小鼠不同组织中八种时钟基因启动子甲基化修饰进行了检测,研究动物不同组织中时钟基因启动子发生甲基化频率随年龄的特异性改变.为衰老及衰老相关疾病发生的基因表达调控机制提供依据,并为发现抗衰老药物干预新靶点提供可能.方法：甲基化特异性PCR(MSP)是近年来国际上较为先进的高效、灵敏、特异的甲基化检测法,能对基因启动
【机 构】
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首都医科大学宣武医院药物研究室,北京市老年病医疗研究中心神经变性病教育部重点实验室,北京100053
【出 处】
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2013中国药学大会暨第十三届中国药师周
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目的：为了阐明衰老动物时钟基因启动子甲基化在衰老中的作用机制,采用先进的分子生物学技术对小鼠不同组织中八种时钟基因启动子甲基化修饰进行了检测,研究动物不同组织中时钟基因启动子发生甲基化频率随年龄的特异性改变.为衰老及衰老相关疾病发生的基因表达调控机制提供依据,并为发现抗衰老药物干预新靶点提供可能.方法：甲基化特异性PCR(MSP)是近年来国际上较为先进的高效、灵敏、特异的甲基化检测法,能对基因启动子区的CpG岛(CpG island)甲基化状态进行分析.针对八种时钟基因(Per1、Per2、Bmal1、Bmal2、Cry1、Cry2、Clock、Npas2)启动子设计甲基化特异性(M)及非特异性引物(U),对4月龄、20月龄C57/BL小鼠胃、血管、脾、纹状体及肾组织的基因组DNA启动子区甲基化状态进行电泳鉴定.结果与讨论：研究发现衰老小鼠Cry1启动子甲基化出现在全部检测组织中,Bmal1与Per1启动子甲基化出现在胃中,Bmal2和Npas2启动子甲基化存在于脾中.几乎在所有小鼠胃中bmal1都存在着甲基化可能说明这种表观遗传修饰对bmal1表达有着重要作用.衰老小鼠时钟基因Per1启动子甲基化频率在胃显著下降,而Cry1,Bmal2和Npas2启动子甲基化频率在衰老小鼠脾中显著升高.值得注意的是,青年小鼠脾中未发现甲基化现象,可能表明脾在衰老相关的昼夜节律紊乱中起着重要作用.在时钟基因网络中,Clock、Npas2和Bmal1为正向调节因子可以上调Cry和Per表达.当Per和Cry蛋白过多聚集会抑制Clock-Bmal1和Npas2-Bmal1调节转录因子从而形成负反馈环路.由此可知,结果中衰老小鼠脾Npas2的甲基化改变该基因的表达可能影响了其异源二聚体Bmal1活性进而调节Per及Cry转录.结论：衰老小鼠不同组织的分子时钟甲基化存在着显著的差异,可能说明所构成的生物钟环路在不同组织调控不同,时钟基因启动子甲基化有一定的组织特异性.与此同时,DNA的甲基化与年龄相关的生物钟改变有着密切的联系,这对从分子方面正确分析衰老及衰老疾病有着重要的意义.Cry1,Npas2与Bmal1等时钟基因启动子的甲基化调节可能会成为抗衰老药物新的干预靶点.
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