葡萄糖诱导线虫脂肪沉积的表观遗传学研究

摘要

肥胖是一种影响机体健康的代谢疾病，饮食诱导的肥胖是肥胖研究的主要模型。表观遗传是DNA序列不改变的条件下，发生的可遗传的变异。研究肥胖的表观遗传学问题，首先要确定脂肪沉积是否为可遗传的表观遗传现象。是本研究以线虫作为肥胖模型，高浓度的葡萄糖可以诱导线虫脂肪沉积增加。选取秀丽隐杆线虫为研究对象有以下原因:生长周期短、较大的孵化率、遗传操作简单，突变体种类齐全，RNA干扰容易实现。
　　对线虫进行高浓度葡萄糖饮食诱导，再进行普通饮食的饲喂，发现脂肪沉积增加具有表观遗传现象。我们选取了1 mM和5 mM葡糖糖，分别对野生型N2线虫诱导2代，诱导的第二代定义为P0，之后线虫在普通培养基上饲喂。发现两个浓度的葡糖糖诱导均引起的脂肪沉积的增加。这种脂肪沉积的增加至少可以遗传5代，转入普通饮食饲喂的线虫分别称为F1、F2、F3、F4、F5。而且1 mM葡萄糖诱导后与普通饮食的对照组相比，脂肪沉积的增加在各代均达到了显著水平。运用定量PCR检测P0至F5代线虫β-氧化相关基因的表达，发现有些基因的表达发生了显著变化。进一步说明，确定了脂肪沉积具有表观遗传的现象。在线虫中表观遗传与组蛋白甲基化修饰以及组蛋白乙酰化修饰相关。定量PCR分别检测了这几个修饰相关的关键基因，发现组蛋白甲基化修饰和乙酰化修饰基因的表达量显著变化。线虫的遗传背景的改变影响线虫的脂肪沉积，在突变体tph-1中进行1 mM葡萄糖诱导，发现这个突变体的脂肪沉积增加不具有表观遗传现象。说明血清素信号通路，可能影响线虫脂肪沉积的表观遗传。
　　综上所述，1 mM和5 mM葡萄糖诱导的野生型N2线虫脂肪沉积的增加，具有表观遗传现象。因为，1 mM葡糖糖诱导的线虫脂肪沉积在各代的均显著增加。因此，选取1 mM葡糖糖诱导即可达到实验目的。定量PCR检测β-氧化相关基因，也得到了证实。检测与表观遗传相关的组蛋白修饰的关键基因的表达，发现线虫脂肪沉积的表观遗传受组蛋白的甲基化修饰以及乙酰化修饰影响。通过tph-1突变体的实验，证明血清素信号通路可能影响了线虫脂肪沉积的表观遗传。

目录

声明

致谢

摘要

第一章 前言

1．1 肥胖研究的模型

1．1．1 选取线虫作为肥胖研究模型

1．1．2 线虫脂肪沉积的研究方法

1．1．3 线虫中脂肪的形成

1．2 表观遗传

1．2．1 表观遗传概述

1．2．2 组蛋白甲基化修饰

1．2．3 组蛋白乙酰化修饰

1．2．4 其它影响表观遗传的机制

1．3 脂质代谢相关通路

1．3．1 胰岛素信号通路

1．3．2 血清素

1．4 脂肪酸氧化与脂肪沉积

1．4．1 脂肪酸氧化在脂肪沉积时的作用

1．4．2 脂肪酸氧化过程中关键因子的作用

1．5 本课题解决的问题和意义

第二章 材料与方法

2．1 主要试剂

2．2 主要仪器

2．3 线虫突变体

2．4 实验方法

2．4．1 含糖或胆固醇的NGM培养基配制

2．4．2 同步化

2．4．3 线虫油红O染色

2．4．4 线虫总RNA的提取

2．4．5 逆转录及Real-time PCR

2．4．6 荧光显微摄像

2．4．7 RNA干扰培养基的配制

2．4．8 RNA干扰线虫的培养

2．4．9 薄层层析(TLC)

2．5 数据收集与统计分析

第三章 结果与分析

3．1 利用油红O染色的方法确定高浓度葡萄糖饮食诱导线虫脂肪沉积可以跨代表观遗产

3．2 突变体线虫Pdhs-3∷dhs-3∷gfp在葡糖糖诱导后具有表观遗传现象

3．3 薄层层析检测葡萄糖诱导后线虫甘油酯的储存量

3．4 葡萄糖诱导线虫脂肪沉积增加的表观遗传伴随着脂质代谢相关基因表达的改变

3．5 血清素代谢通路对线虫脂肪沉积表观遗传的影响

3．6 组蛋白修饰在线虫脂肪沉积表观遗传中的作用

第四章 讨论

参考文献

攻读硕士学位期间的学术活动及发表的论文