脑缺血再灌注后Reelin基因表达的表观遗传调节

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目的:Reelin是一种细胞外基质丝氨酸蛋白酶,在大脑发育阶段是新生神经元的迁移信号。前期研究证实在大鼠脑缺血再灌住损伤后缺血区Reelin蛋白持续表达,并导致SVZ区新生前体细胞向缺血大脑皮层迁移。然而,是什么因素调节了缺血后Reelin基因的表达目前还没有研究,本文重点研究大鼠脑缺血再灌注损伤后,表观遗传在调节缺血区Reelin基因表达中的作用。  方法:大鼠单纯MCAO(大脑中动脉栓塞)再灌注模型,分别于再灌后1、3、7天时取材,采用逆转录-聚合酶链反应 RT-PCR方法检测脑缺血再灌注后缺血皮层Reelin及相关酶(DNMT1,DNMT3a,DNMT3b,HDAC1,MeCP2)的mRNA表达水平,应用甲基化特异性PCR(MS-PCR)观察脑缺血后Reelin基因启动子区域的DNA甲基化变化。侧脑室持续给 MS-275(HDAC1抑制剂),5-azaC(DNMTs抑制剂),检测脑缺血后缺血皮层Reelin mRNA表达水平,采用荧光免疫组织化学的方法观察给药组和对照组缺血侧SVZ(室管膜下区)区和大脑皮层中新增殖及迁移中的神经元表达变化。  结果:1.缺血皮层Reelin mRNA表达在MCAO后1天、3天时和对照组相比明显增加,7天时恢复到正常水平,Reelin基因的启动子区DNA甲基化水平在1、3天时和对照组相比显著降低,7d时恢复到正常水平。  2.DNMT1 mRNA水平在MCAO后1天,DNMT3b在1、3天时明显降低,DNMT3a,组蛋白去乙酰化酶HDAC1和甲基CpG岛结合蛋白MeCP2的mRNA水平在MCAO后1、3、7天时和对照组相比均明显降低。  3.DNMTs抑制剂5-azaC,HDAC抑制剂MS-275降低了MCAO后Reelin基因启动子DNA甲基化程度,并上调Reelin mRNA的表达水平。  4.5-azaC显著增加了MCAO后1、3、7天时缺血侧SVZ区和3天时皮层新增殖细胞的表达,并增加了1、3、7天时缺血侧SVZ区和皮层中迁移神经祖细胞的数量。  5.MS-275显著增加了MCAO后1、3、7天时缺血侧SVZ区和3、7天时皮层新增殖细胞数,并增加1天时缺血侧SVZ区和1、3、7天时皮层中迁移中神经祖细胞的表达。  结论:1.DNA甲基化转移酶DNMT1,DNMT3a,DNMT3b,甲基CpG岛结合蛋白MeCP2和组蛋白去乙酰化酶HDAC1参与下调脑缺血再灌注后缺血区Reelin基因启动子区域的DNA甲基化水平,从而上调缺血区Reelin基因的表达。  2.DNMTs抑制剂5-azaC和HDAC抑制剂MS-275进一步上调MCAO后Reelin mRNA表达,并影响缺血侧SVZ区新增殖神经祖细胞向缺血区的迁移。
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