大鼠肺组织组蛋白去乙酰化酶HDAC1基因mRNA表达水平与哮喘发生的关系

摘要

支气管哮喘(简称哮喘)是由淋巴细胞、嗜酸性粒细胞和肥大细胞等多种炎性细胞及细胞因子参与的一种慢性气道炎症，特征是气道高反应性；近30年其发病率在世界范围内呈逐年上升的趋势，已经成为全球关注的疾病。迄今为止，哮喘的发病机制尚不完全清楚。目前的研究结果显示，哮喘发病危险因素中最重要的是遗传和环境因素，由于遗传背景不可能在短短数十年内发生显著变化，所以环境因素可能是该病的发病率急剧上升的决定因素。 以往研究者往往把遗传和环境看成相互独立的因素，随着表观遗传学(epigenetic)的出现，人们终于认识到遗传和环境是密切相关的两个因素，环境改变可以影响遗传。表观遗传学主要研究没有DNA序列变化并且可以遗传的基因表达改变，能在发育和细胞增殖过程中形成稳定的遗传信息，属于非孟德尔遗传规律的核内遗传，与DNA序列改变不同的是许多表观遗传的改变是可逆的。由于人类遗传背景短期相对稳定，表观遗传修饰在环境和遗传之间的调控作用显得尤为重要。 表观遗传学的主要调控机制包括组蛋白修饰、DNA甲基化、染色质重建和非编码RNA调控等多个方面。基因处于抑制和沉默状态与组蛋白去乙酰化、DNA甲基化、染色质压缩状态、DNA不可接近性以及RNA介导的基因沉默有关。转录的启动、基因活化和行使功能与组蛋白乙酰化、DNA去甲基化和染色质去压缩状态有关。这意味着不改变基因本身的结构，而改变基因转录的微环境条件就可以改变基因的活性：令其沉默或使其激活。 使组蛋白乙酰化和去乙酰化的是一对功能相互拮抗的蛋白酶——组蛋白乙酰基转移酶(HAT)和组蛋白去乙酰化酶(HDAC)完成，它们各自形成基因转录调控复合物，对基因转录进行调节。通过组蛋白乙酰化和去乙酰化可调控很多基因表达，进而参与一些基本生理活动，包括胚胎发育和生长发育等。组蛋白乙酰化和去乙酰化失衡可以导致许多疾病。最近，国外有学者对慢性阻塞性肺部疾病患者(COPD)和哮喘患者或动物模型体的HDAC水平进行检测，但主要集中在HDAC2表达，结果也尚有争议。HDAC在转录抑制中具有重要作用。目前发现HDAC至少有12种亚型，可以分为3型。Ⅰ型包括HDAC1等，主要存在于细胞核内。是参与炎症反应的主要HDACs。 本课题采用卵白蛋白(ovalbumin，OVA)雾化吸入致敏激发法复制哮喘大鼠模型，检测对照组、哮喘组和地塞米松(dexamethasone，Dex)干预组肺组织HDAC1的表达。 目的： 观察哮喘模型大鼠肺部组织HDAC1基因mRNA的表达，以及地塞米松(Dex)干预前后哮喘模型大鼠肺部组织HDAC1基因mRNA的变化，探讨组蛋白去乙酰化酶(HDAC)调控在哮喘发病和皮质激素治疗哮喘中的机制，为进一步探讨哮喘的防治方法奠定一定的基础。 方法： 1.模型建立和分组 18只wister大鼠随机分为3组： 对照组：将大鼠给予生理盐水5ml/kg灌胃，一日一次，连续5天。 哮喘组：大鼠通过OVA雾化吸入致敏激发法复制哮喘大鼠模型，致敏后第22天开始给予生理盐水5ml/kg口服灌胃，一日一次，连续5天。 干预组：大鼠通过OVA雾化吸入致敏激发法复制哮喘大鼠模型，致敏后第22天开始给予地塞米松5mg/kg口服灌胃，一日一次，连续5天。 于末次灌胃后，用腹腔注射2％戊巴比妥钠2.3ml/kg麻醉后处死大鼠，留取标本以备相关检查。将右侧肺组织迅速放入-80℃冰箱用作real time PCR测定。左侧肺组织以中性福尔马林固定，以备病理检测用。 2.Real time PCR检测HDAC1 mRNA水平 采用TRizol法抽提总RNA，逆转录后，应用Takara公司SYBR Green试剂盒对肺组织HDAC1 mRNA水平进行检测。 3.病理检查 中性福尔马林固定组织脱水后予二甲苯透明，用石蜡包埋切片，最后用HE染色和Giemsa染色，进行病理观察。 结果： 1.哮喘组出现气促等哮喘类似表现；病理发现气道壁增厚、分泌物增加、嗜酸粒细胞浸润等，符合哮喘表现。 2.哮喘组大鼠肺组织中HDAC1 mRNA表达显著低于对照组(P=0.007)。 3.地塞米松干预后HDAC1mRNA的表达有上升恢复(P=0.045)，并接近对照组水平(P=0.377)。 结论： 1.哮喘组大鼠中HDAC1基因的表达降低，提示哮喘大鼠存在组蛋白去乙酰化能力下降，组蛋白去乙酰化作用下降可能是哮喘发病机制之一。 2.地塞米松治疗后HDAC1基因的表达有所上升，提示地塞米松可以使哮喘大鼠组蛋白去乙酰化能力恢复至接近正常水平。

目录

文摘

英文文摘

声明

致谢

1引言

2对象与方法

2.1 实验主要仪器和试剂

2.2 研究对象

2.3方法

2.4统计学处理

3结果

3.1哮喘症状

3.2病理检查

3.3 Real time PCR分析肺组织HDAC1基因表达水平

4讨论

5结论

参考文献

组织白乙酰化和去乙酰与哮喘

作者简历及在学期间发表的文章

发表论文一

发表论文二