镉对人支气管上皮细胞中组蛋白H3甲基化修饰的影响及机制研究

摘要

目的：研究氯化镉（CdCl2）对人支气管上皮细胞（BEAS-2B）中组蛋白H3第4位赖氨酸三甲基化（H3K4me3）和组蛋白 H3第9位赖氨酸二甲基化（H3K9me2）水平的影响以及组蛋白去甲基化酶在该过程中的作用；并研究低剂量CdCl2慢性染毒诱导BEAS-2B细胞转化过程中对H3K4me3和H3K9me2水平的影响。
　　方法：采用细胞集落形成实验确定CdCl2染毒BEAS-2B细胞的浓度。急性染毒实验采用0、0.625、1.25、2.5和5.0μmol/L CdCl2分别染毒细胞6、24和48h后，移除培养基中的镉并分别继续培养细胞12、48和96h，提取组蛋白后采用Western blot检测H3K4me3和H3K9me2的水平；采用蛋氨酸缺乏实验和体外组蛋白去甲基化酶活性实验确定镉对组蛋白去甲基化酶活性的影响；此外，采用Western blot检测H3K4去甲基化酶KDM5A和H3K9去甲基化酶KDM3A的蛋白水平。慢性染毒实验采用0、0.5、1.0和2.0μmol/L CdCl2连续染毒细胞20周，通过软琼脂克隆形成实验鉴定镉染毒后细胞的锚着独立性生长能力；采用裸鼠成瘤实验检验镉转化细胞的致瘤性；分别在镉染毒细胞4周、8周、12周、16周和20周时提取组蛋白，采用Western blot检测H3K4me3和H3K9me2的水平。
　　结果：细胞集落形成实验表明0.625、1.25、2.5、5.0和10.0μmol/L镉染毒BEAS-2B细胞24h时与对照相比均无显著细胞毒性。镉急性染毒实验显示：与对照相比，细胞中H3K4me3和H3K9me2水平在0.625、1.25、2.5和5.0μmol/L镉分别染毒细胞6、24和48h时显著增加，且该现象在移除镉并分别继续培养细胞12、48和96h后依然存在（对于大部分剂量组P<0.05或P<0.01）。蛋氨酸缺乏实验结果表明镉可通过抑制组蛋白去甲基化过程增加 H3K4me3和H3K9me2水平；体外组蛋白去甲基化酶活性实验表明镉可抑制H3K4和H3K9去甲基化酶的活性；然而，急性镉染毒对KDM5A和KDM3A的蛋白表达无显著影响。软琼脂克隆形成实验表明2.0μmol/L镉染毒20周后诱导细胞发生转化；与对照相比，镉染毒细胞4周时显著增加H3K4me3和H3K9me2（P<0.05或P<0.01），然而，镉染毒8周、12周、16周和20周时，细胞中H3K4me3和H3K9me2水平无显著变化；此外，镉染毒4周和8周时对KDM5A和KDM3A的蛋白表达无显著影响。
　　结论：镉可通过抑制组蛋白去甲基化酶的活性增加BEAS-2B细胞中H3K4me3和H3K9me2水平，且二者的增加可能在镉诱导BEAS-2B细胞转化的早期阶段（48h和4周）起作用。

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封面

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缩略词

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英文摘要

前言

材料与方法

1．仪器与试剂

2．主要方法

3．统计分析

结果

1．镉染毒对BEAS-2B细胞集落形成的影响

2．急性镉染毒对H3K4me3和H3K9me2水平的影响

3．镉通过抑制组蛋白去甲基化酶活性增加H3K4me3和H3K9me2

4．慢性镉染毒诱导BEAS-2B细胞转化

5．镉诱导BEAS-2B细胞转化期间，H3K4me3和H3K9me2的变化

讨论

小结

参考文献

综述: 镉致癌的表观遗传调控及其它致癌机制研究进展

附录

致谢