组蛋白H3K9三甲基化(H3K9me3)与神经系统高糖代谢记忆现象的相关性研究

摘要

目的：
　　探究神经系统中H3K9me3的表达与高糖代谢记忆现象的相关性。
　　方法：
　　一、高剂量STZ造模1型糖尿病小鼠，利用胰岛素控制血糖的方法制备高糖代谢记忆模型，利用Western blot检测脑皮质和海马组织中H3K9me3以及甲基化转移酶SUV39H1的表达。
　　二、在三种神经细胞模型中（神经前体细胞、神经元、HT22细胞系），给予高糖刺激不同时间，利用Western blot检测H3K9me3以及甲基化转移酶SUV39H1对高糖刺激的敏感性。
　　三、在三种神经细胞模型中，给予高糖刺激不同时间后，撤除高糖刺激后制备代谢记忆模型，检测Western blot检测H3K9me3以及甲基化转移酶SUV39H1的表达并利用免疫荧光的方法，检测H3K9me3在HT22的表达。
　　四、体外培养的HT22细胞中，研究高糖代谢记忆与异染色质结构改变的相关性。
　　（1）利用Western blot检测高糖刺激以及撤除高糖刺激后的H3K9me3和异染色质蛋白HP1的表达。
　　（2）利用Real-Time PCR法检测高糖刺激以及撤除高糖刺激后，大卫星DNA的相对表达量。
　　（3）利用qChIP法检测高糖刺激以及撤除高糖刺激后，大卫星DNA区域中H3K9me3的相对占有率。
　　五、在HT22细胞高糖代谢记忆模型中，利用XFe/XF24分析仪和细胞线粒体压力试剂盒检测细胞能量代谢水平（OCR值），分析高糖代谢记忆与细胞能量代谢的关系。
　　结果：
　　（1）糖尿病小鼠大脑中H3K9me3表达升高，在胰岛素控制高糖血症一周后的代谢记忆组H3K9me3的表达量仍高于正常对照组，并且与糖尿病组H3K9me3的表达相近；
　　（2）在三种神经细胞模型中，H3K9me3的表达均对高糖刺激敏感，在短时间内H3K9me3表达量迅速升高至峰值；撤除高糖刺激后，H3K9me3的高表达现象维持一定的时间，即记忆现象。
　　（3）在HT22细胞高糖代谢记忆模型中，H3K9me3持续高水平表达伴随异染色质蛋白HP1的持续高表达，异染色质松散程度的标志之一——大卫星DNA（major-SAT）区域H3K9me3维持高水平；
　　（4）在HT22细胞高糖代谢记忆模型中，撤除高糖刺激后，线粒体中ATP产量可以迅速恢复到正常对照组的水平，即不表现代谢记忆现象。

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前言

实验材料与方法

1.实验材料

2.实验方法

结果

一、 糖尿病小鼠脑中，H3K9me3表达量与高糖代谢记忆关系的研究

二、 在三种神经细胞模型中研究H3K9me3对高糖刺激的敏感性的研究

三、 撤除高糖刺激后，体外培养三种神经细胞的H3K9me3存在记忆现象的研究

四、 高糖代谢记忆现象与H3K9me3高水平表达所致的异染色质致密程度关系的研究

五、高糖代谢记忆现象与线粒体ATP的产生和呼吸能力关系的研究

讨论

结论

参考文献

综述:高血糖诱导神经元“代谢记忆”的表观遗传机制初探

致谢

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