《帕金森病發病機制中的DNA甲基化作用研究》是依託中南大學，由唐北沙擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：帕金森病發病機制中的DNA甲基化作用研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：唐北沙
- 依託單位：中南大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
DNA甲基化修飾是哺乳動物最重要的表觀遺傳改變之一，有研究表明PD發病與DNA甲基化修飾異常有關。本研究擬利用DNA甲基化晶片對α-synuclein轉基因小鼠（A53T）和正常對照小鼠腦組織進行DNA甲基化分析，重亞硫酸鹽測序法進行驗證，獲得感興趣基因；套用重亞硫酸鹽測序法在PD患者、正常對照進行感興趣基因DNA甲基化修飾分析，ELISA試劑盒進行血清表達測定，探討感興趣基因DNA甲基化修飾和血清表達水平能否成為對PD具有診斷和反映病程進展的生物學標記物；套用Real-time PCR、HPLC等方法檢測甲基轉移酶mRNA的表達及活性和細胞內甲基供體的含量，探討α-synuclein致感興趣基因DNA甲基化異常的機制；通過基因過表達、RNAi等技術改變感興趣基因的表達，探討感興趣基因表達異常對細胞生長、凋亡等生物過程的影響。從分子水平探討感興趣基因的甲基化與PD發病機制的關係。
結題摘要
本研究採用DNA甲基化晶片對α-synuclein A53T轉基因小鼠和正常對照小鼠的中腦黑質腦組織進行DNA甲基化比較分析發現有3752個基因存在甲基化差異，涉及泛素蛋白酶、Wnt信號通路等多個通路，並通過重亞硫酸鹽測序方法對感興趣基因PARK5（Uchl1）及PARK15（Fbxo7） 的甲基化進一步驗證證實這兩個基因在α-synuclein轉基因小鼠中甲基化水平顯著下降（P值均<0.05）；此外，我們還同時採用DNA甲基化晶片對MPTP誘導PD模型小鼠和正常對照小鼠的中腦黑質腦組織DNA甲基化比較分析發現有44個基因存在甲基化差異，涉及信號轉到、蛋白降解等多個通路，並通過重亞硫酸鹽測序方法對感興趣基因PARK5（Uchl1）的甲基化進一步驗證，證實該基因在MPTP誘導PD模型小鼠中甲基化水平增加（P＜0.05）；本研究進一步套用重亞硫酸鹽測序法對散發性PD患者及正常對照外周血單個核細胞（PBMCs）中進行了α-synuclein基因內含子1區的甲基化分析，結果顯示PD患者存在α-synuclein基因內含子1區的低甲基化（p＜0.05），且α-synuclein轉錄起始點上游雙核苷酸重複序列長度多態Rep1與其甲基化水平相關。為了深入探索基因甲基化異常的機制，本研究對MPTP誘導PD模型小鼠中腦黑質和散發PD患者PBMCs的DNA總體甲基化水平進行了分析，研究顯示MPTP誘導PD模型小鼠中腦黑質甲基化水平較正常對照組顯著降低（P＜0.05），而DNA甲基轉移酶（Dnmt1）、甲基化CpG結合蛋白Mbd1和Mecp2的mRNA表達水平顯著增高（P＜0.05）；在對散發性PD患者及正常對照PBMCs中DNA總體甲基化水平研究發現散發PD患者DNA總體甲基化水平降低（P＜0.05），病程、年齡、發病年齡以及L-dopa使用對於本組實驗對象DNA總體甲基化水平無顯著影響（P>0.05），散發PD患者PBMCs中DNMTs及MBPs的mRNA表達水平均顯著增高（P＜0.05）。本研究通過對PD小鼠模型和PD患者外周血檢測，證實在PD小鼠模型和PD患者外周血中存在著DNA總體甲基化水平的改變，同時證實了PD致病基因Uchl1、Fbxo7以及α-synuclein亦存在甲基化差異，這提示甲基化改變在PD發病機制中起到了重要作用。
