叶酸干预对染铝大鼠海马Aβ相关基因甲基化影响的研究

摘要

目的：
　　研究叶酸干预对染铝大鼠 Aβ沉积的相关基因（APP、PS1、BACE1）的甲基化影响。
　　方法：
　　健康清洁级雄性SD大鼠40只，按体重随机分成5组，对照组（生理盐水），染铝组（1.08mg/kg），叶酸干预低、中、高剂量组（0.7、1.5和3.4mg/kg），每组8只，各组大鼠腹腔注射相应剂量麦芽酚铝，同时叶酸干预组每日灌胃1ml/100g，连续60天。
　　1. Morris水迷宫测定大鼠学习记忆能力，石墨炉原子吸收法测定大鼠脑铝含量；
　　2.酶联免疫吸附法测定大鼠全基因组甲基化和海马Aβ的表达；
　　3.甲基化特异性聚合酶链反应法测定大鼠海马组织APP、PS1、BACE1的甲基化，实时荧光定量聚合酶链法测定mRNA的表达，酶联免疫吸附法测定蛋白的表达。
　　结果：
　　1. Morris水迷宫结果显示：铝暴露可导致大鼠目标象限停留时间明显缩短和穿越原平台位置的次数明显减少，染铝组与对照组比较差异有统计学意义（ P＜0.05）；叶酸干预组可导致大鼠目标象限停留时间明显延长和穿越原平台位置的次数明显增多，与染铝组相比叶酸干预中、高剂量组差异有统计学意义（P＜0.05）。铝含量测定结果显示：铝暴露可导致大鼠脑铝含量增多，染铝组的大鼠的脑铝含量与对照组相比差异有统计学意义（P＜0.05），叶酸干预降低了大鼠的脑铝含量，与染铝组相比叶酸干预中、高剂量组差异有统计学意义（P＜0.05）。结果显示：叶酸改善大鼠学习记忆能力减少了铝在大鼠脑组织中的蓄积。
　　2.大鼠全基因组甲基化测定结果显示：铝暴露可导致大鼠全基因组甲基化率显著降低，与对照组比较差异具有统计学意义（P＜0.05）；而叶酸干预高剂量组全基因组甲基化率显著增加，与染铝组比较差异具有统计学意义（P＜0.05），与对照组比较差异无统计学意义（P>0.05）。大鼠海马组织中Aβ蛋白检测结果显示：铝暴露可导致大鼠海马组织中Aβ蛋白表达显著增加，与对照组相比，染铝组的大鼠海马组织中Aβ蛋白差异有统计学意义（P＜0.05）；而叶酸干预中、高剂量组全基因组甲基化率显著增加，与染铝组比较差异具有统计学意义（P＜0.05），与对照组比较差异无统计学意义（P>0.05）。铝染毒能够使大鼠的全基因组甲基化率降低，同时全基因组的甲基化降低导致大鼠脑组织海马组织中Aβ蛋白表达增加，同时叶酸干预参与了基因修饰过程中的甲基化过程。
　　3. MSP结果显示：对照组、叶酸干预组APP启动子甲基化条带均有表达，非甲基化条带没有表达，染铝组 APP启动子甲基化条带未表达，非甲基化条带有表达。对照组、叶酸干预高剂量组BACE1启动子甲基化条带均有表达，非甲基化条带没有表达，染铝组、叶酸干预低和中剂量组BACE1启动子甲基化条带未表达，非甲基化条带有表达，结果表明，生理状态下APP、BACE1启动子是甲基化状态，染铝使得甲基化状态转化为非甲基化状态，叶酸干预改变麦芽酚铝导致大鼠海马组织 APP、BACE1启动子的非甲基化，使之变成甲基化。对照组、叶酸干预剂量组PS1启动子甲基化条带未表达，非甲基化条带有表达，结果表明，生理状态下PS1启动子是非甲基化状态，染铝没有改变基因的非甲基化状态，叶酸干预没有改变PS1启动子的非甲基化状态。RT-PCR和ELISA法测定蛋白结果显示：铝暴露可导致大鼠APP、PS1、BACE1的mRNA和蛋白表达增加，叶酸干预改变了铝导致mRNA和蛋白表达增加。
　　结论：
　　1.亚慢性麦芽酚铝染毒损伤大鼠的认知功能，认知功能的改变与脑铝含量有关，叶酸可以改善染毒组的认知功能，改变了铝在脑组织中蓄积。
　　2.叶酸干预能改变染铝引起的大鼠全基因组甲基化降低，主要表现为 Aβ蛋白表达降低，叶酸干预大鼠全基因组甲基化的改变与大鼠学习记忆能力的改变相一致。提示叶酸干预铝毒性通过改变大鼠全基因组甲基化来降低Aβ蛋白表达。
　　3.铝可以降低APP、BACE1的甲基化水平，增加APP、PS1和BACE1的mRNA表达，同时升高三个基因调控的蛋白表达水平，增加叶酸干预可以改善铝引起mR N A和蛋白质表达的变化。
　　4.叶酸通过引起全基因组甲基化率升高和 APP、BACE1的甲基化升高，导致APP的淀粉源性代谢途径减少，引起转录翻译水平的改变，从而降低海马组织中Aβ的蓄积，改善铝的神经毒性作用，最终改善大鼠的学习记忆能力和认知功能。

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前言

第一部分 叶酸干预对染铝大鼠脑铝含量及认知功能的影响

1 材料与方法

2 结 果

3.讨 论

第二部分 叶酸干预对染铝大鼠全基因组甲基化改变对海马Aβ沉积的影响

1 材料与方法

2 结 果

3 讨 论

小结

第三部分 叶酸干预对染铝大鼠APP、PS1、BACE1甲基化研究

第一节 叶酸干预对染铝大鼠APP、PS1、BACE1甲基化的影响

第二节 叶酸干预对染铝大鼠APP、PS1、BACE1转录的影响

第三节 叶酸干预对染铝大鼠APP、PS1、BACE1蛋白表达的影响

小结

结论

参考文献

综述:铝的神经毒性与DNA甲基化关系概述

致谢

在学期间承担/参与的科研课题与研究成果

个人简历