1型糖尿病大鼠视网膜基因启动子区域的甲基化水平变化及其意义

摘要

目的研究1型糖尿病(T1D)大鼠视网膜基因启动子区域甲基化水平,并探讨其与T1D引起的视网膜损伤之间的关系。方法采用随机数字表法将20只8~10周龄雄性SD大鼠分为对照组和T1D组,每组10只。T1D组大鼠采用鼠尾静脉注射链脲佐菌素(STZ)法建立大鼠T1D模型,对照组同法注射等容积枸橼酸钠溶液。于注射前和注射后每周监测2个组大鼠体质量,于造模后3 d和5周监测各组大鼠血糖浓度。采用甲基化DNA免疫共沉淀-芯片(MeDIP-chip)技术分析对照组与T1D组大鼠视网膜基因启动子区CpG岛的甲基化状态,并进行基因富集的基因本体(GO)分析和通路分析。结果与对照组比较,T1D组大鼠出现体质量减轻、多饮、多食、多尿等典型表现。与对照组比较,T1D组大鼠视网膜中共鉴定出1478个差异性甲基化位点,包括689个高甲基化和789个低甲基化位点,其中768、365和345个差异性甲基化位点分别位于高、中、低CpG岛密度启动子上。GO分析显示,差异性甲基化基因影响了蛋白结合等分子功能。通路分析显示,高甲基化基因与丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)和钙信号通路有关,而低甲基化基因与MAPK、Notch及谷氨酸能突触信号通路有关。结论与对照组大鼠比较,T1D大鼠视网膜中多数基因的甲基化水平发生变化,这些启动子区域的差异性甲基化为糖尿病视网膜病变(DR)分子机制的阐明以及新型治疗靶点的确定提供了依据。