槲皮素調節甲基化途徑的作用及其意義研究

《槲皮素調節甲基化途徑的作用及其意義研究》是依託中國人民解放軍軍事科學院軍事醫學研究院，由高蔚娜擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：槲皮素調節甲基化途徑的作用及其意義研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：高蔚娜
• 依託單位：中國人民解放軍軍事科學院軍事醫學研究院

中文摘要

研究表明，DNA異常甲基化在動脈粥樣硬化的發展中發揮關鍵作用。槲皮素廣泛存在於水果、蔬菜等食物中，具有廣譜的生物學作用。一些研究顯示，槲皮素可能具有逆轉DNA異常甲基化的功能。本研究擬利用體內外高同型半胱氨酸血症(hyperhomocysteinemia，HHcy)模型，採用CpG Islands microassay、Real time-PCR、Western blotting、HPLC-MS、HPLC等方法，檢測基因組DNA的甲基化狀態，觀察槲皮素對兒茶酚-O-甲基轉移酶(catechol-O-methyltransferase，COMT)、甲基代謝酶活性及其基因表達的影響，研究槲皮素及其甲基化代謝產物、DNA甲基轉移酶(DNA methyltransferase，DNMT)抑制劑對DNMT活性及基因表達的作用，分析參與甲基化途徑的酶類與基因組DNA甲基化之間的關聯。本研究試圖找出槲皮素調節甲基化途徑和表觀遺傳學相關機制的位點，研究結果將為全面了解槲皮素的分子生物學作用機制，以及未來套用於心血管疾病的基因治療提供科學依據。

結題摘要

研究表明，DNA異常甲基化在動脈粥樣硬化的發生髮展中發揮關鍵作用。槲皮素廣泛存在於水果、蔬菜等食物中，具有廣譜的生物學作用。一些研究顯示，槲皮素可能具有調節DNA甲基化水平的功能。本項目採用蛋氨酸誘導高同型半胱氨酸血症（HHcy）、建立高同型半胱氨酸血症細胞模型，套用CpG Islands microassay、Real time-PCR、HPLC-MS等技術方法,在體內實驗中，研究槲皮素對大鼠肝臟基因組CpG島甲基化狀態的影響，檢測COMT和甲基代謝酶活性及基因表達。在體外實驗中，觀察槲皮素及其甲基化代謝產物、DNMT抑制劑對DNMTs活性及表達、以及基因組DNA甲基化狀態的影響。同時檢測體內外Hcy、SAM、SAH、槲皮素及其甲基化代謝產物（異鼠李素和檉柳黃素）的水平。 結果表明，槲皮素可降低HHcy大鼠血清Hcy水平，激活肝臟MTR和BHMT的酶活性。還可增加HHcy大鼠血清和肝臟SAM含量，減少肝臟SAH含量，增大SAM/SAH比值，抑制DNMT3b蛋白表達，在一定程度上抑制COMT活性和基因表達，增強MTHFR和SHMT活性。甲基化晶片結果顯示槲皮素能夠引起大鼠肝臟中與信號轉導通路、2型糖尿病、癌症、細胞功能、物質代謝與吸收、體液分泌，以及心血管、內分泌、神經、免疫系統的功能等生物學途徑基因的甲基化改變。槲皮素降低HHcy大鼠肝細胞外Hcy水平。槲皮素及其甲基化產物調節SAH、SAM含量，DNMTs活性和表達。 總之，槲皮素能夠調節甲基化代謝途徑的中間產物和相關酶活性，引起大鼠肝臟與信號轉導通路、心血管系統、2型糖尿病、癌症、細胞功能、物質代謝與吸收等有關的生物學途徑基因的甲基化改變，其苷元和甲基化產物可能通過影響DNA甲基化酶活性、蛋白和基因表達進而調控DNA的甲基化狀態。我們的結果表明槲皮素除了具有抗氧化等生物學活性外，還可作為表觀遺傳學，尤其是DNA甲基化狀態的調節器。本研究將有助於豐富人類對於黃酮類化合物作用機制的認識，開發以黃酮類化合物為功效成分的防治藥物和功能性食品。 本課題發表SCI論文1篇，中文核心期刊論文4篇，會議論文2篇。錄用中文核心期刊論文2篇。培養研究生2名。