姜黄素抑制组蛋白乙酰化作用对H+,K+-ATP酶基因转录表达的影响

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背景及目的:随着小儿内镜技术的普及与应用,近些年来儿童消化性胃溃疡的发病率越来越高。大部分研究认为消化性胃溃疡主要与黏膜屏障的损伤和胃酸作用相关,尤其是胃酸异常分泌,对其发生发展具有重要作用,而胃酸分泌多与黏膜壁细胞上的H+,K+-ATP酶活性密切相关。在儿童消化性胃溃疡治疗中抑酸药物的使用是治疗的关键,但抑酸药物的过度使用可导致儿童患者胃内酸环境的破坏,使其增加了感染危险机率。姜黄素作为一类新型的具有抗溃疡作用的药物,因药物资源丰富且具有经济安全、副作用小的优点,因此有着较好的临床应用前景。姜黄素具有抑制H+,K+-ATP酶活性的作用,而研究发现胃壁细胞H+,K+-ATP酶基因转录表达又与组蛋白乙酰化有关,同时文献报道姜黄素也有着很强的修饰组蛋白的作用。本文旨在探讨姜黄素在黏膜细胞中对抑制组蛋白乙酰化作用,以及其对H+,K+-ATP酶基因转录与表达的影响。  方法:将40只雄性SD大鼠随机分为四组即正常对照组、溃疡模型组、姜黄素组和熊去氧胆酸组。采用水浸-束缚应激方法建立胃溃疡模型,模型建造成功后检测各组大鼠黏膜溃疡指数(UI)和胃液pH值,观察其黏膜大体组织及其病理变化,并通过Q-PCR检测黏膜细胞H+,K+-ATP酶alpha(α)亚基mRNA的表达,Western印迹法检测壁细胞H+,K+-ATP酶alpha(α)亚基蛋白和黏膜细胞总乙酰化组蛋白的表达,以及染色质免疫共沉淀(ChIP)方法分析H+,K+-ATP酶基因启动子区乙酰化组蛋白H3(acH3)水平。  结果:在与正常对照组相比,溃疡模型组大鼠UI明显升高,而其胃液pH值明显下降,且在显微镜下可见该组大鼠黏膜明显有出血并伴溃疡形成,黏膜壁细胞H+,K+-ATP酶mRNA基因表达明显增高(P<0.01),壁细胞H+,K+-ATP酶蛋白和黏膜细胞总乙酰化组蛋白表达明显上调,H+,K+-ATP酶启动子基因位点组蛋白H3乙酰化水平也明显升高。与溃疡模型组比较,姜黄素组UI明显降低,胃液pH值明显上升,镜下黏膜损伤程度较轻,含少量出血,未见明显溃疡形成,壁细胞H+,K+-ATP酶mRNA基因表达明显降低(P<0.01),壁细胞H+,K+-ATP酶蛋白和黏膜细胞总乙酰化组蛋白表达明显下调,H+,K+-ATP酶启动子基因位点组蛋白H3乙酰化水平也明显下降。姜黄素组与熊去氧胆酸组比较未见明显差异(P>0.05)。  结论:姜黄素可有效地减少胃酸分泌,对大鼠胃溃疡模型中黏膜具有有良好的保护作用。进一步研究表明姜黄素可以降低黏膜壁细胞H+,K+-ATP酶基因启动子区组蛋白H3乙酰化水平,姜黄素抑制壁细胞H+,K+-ATP酶mRNA基因转录与表达可能和其抑制组蛋白乙酰化作用有关,对壁细胞H+,K+-ATP酶的表观遗传修饰作用可能是姜黄素抗溃疡的机制之一。
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