Brg1蛋白參與古柯鹼成癮及其表觀遺傳學機制研究

《Brg1蛋白參與古柯鹼成癮及其表觀遺傳學機制研究》是依託四川大學，由岑小波擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：Brg1蛋白參與古柯鹼成癮及其表觀遺傳學機制研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：岑小波
• 依託單位：四川大學

項目摘要

藥物成癮的表觀遺傳學機制已成為國際研究熱點。Brahma related gene 1 (Brg1)蛋白是一種重要的轉錄因子，參與關鍵性轉錄複合物（如SWI/SNF）構成，驅動ATP依賴的染色質重塑，從而調控多種基因轉錄調控。近年研究表明，Brg1參與c-fos、HDAC等基因轉錄調控。我們前期通過轉錄因子晶片與生物信息學研究，發現古柯鹼成癮小鼠伏隔核Brg1表達水平顯著降低，提示其可能作為一種染色質重塑的調控因子，參與古柯鹼成癮形成。本課題在前期成果基礎上，構建表達Brg1慢病毒載體，實施伏隔核定位注射，觀察對古柯鹼所致成癮行為與突軸可塑性的影響；系統研究Brg1如何調節下游信號通路、成癮相關基因、染色質重塑、組蛋白的甲基化與乙醯化修飾。本課題從染色質重塑的新視野，系統研究Brg1參與古柯鹼成癮的機制研究，這不僅豐富現有的成癮表觀遺傳學機制學說，而且對古柯鹼成癮的防治提供新策略。

結題摘要

Brahma related gene 1（Brg1）是關鍵性轉錄複合物（如SWI/SNF）的重要組份之一，驅動ATP依賴的染色質重塑，從而調控多種基因轉錄。目前研究比較清楚、參與成癮調控的表觀因子包括組蛋白賴氨酸甲基化轉移酶G9a、組蛋白賴氨酸去乙醯化酶、甲基化CpG結合蛋白2（MeCP2）等，但染色質重塑因子能否調控古柯鹼成癮未見報導。本課題主要研究內容與結果如下： （1）採用染色質重塑因子基因晶片篩查，發現古柯鹼成癮小鼠伏隔核Brg1表達水平顯著降低。採用螢光定量PCR、Westernbloting、免疫螢光等技術，研究發現古柯鹼成癮小鼠伏隔核Brg1表達水平顯著下降，但在紋狀體、海馬和前額皮質等三個腦區的表達沒有顯著變化，表明Brg1下調錶達具有伏隔核腦區特異性。 （2）為研究伏隔核Brg1下調錶達在古柯鹼成癮中的作用，通過轉基因手段構建Brg1高表達慢病毒，定位注射於小鼠伏隔核，觀察對小鼠古柯鹼CPP神經行為的影響。神經行為學研究表明，伏隔核表達Brg1後，小鼠古柯鹼獎賞行為效應明顯減弱，但對正常小鼠CPP無影響；伏隔核過表達Brg1可顯著抑制古柯鹼的行為敏化效應，但對正常小鼠無影響。採用分子生物學技術確認外源Brg1的表達，表明減弱的古柯鹼獎賞行為與伏隔核Brg1過表達密切相關。 （3）採用染色質免疫共沉澱（ChIP）技術研究Brg1能否通過表觀機制調控成癮相關基因（Cdk5、P65/NFkB、Arc、FosB、LIMK、BDNF、CREB、CaMKII、Arg及APRT）的轉錄。結果表明，古柯鹼成癮小鼠伏隔核腦區過表達Brg1，可明顯增強Brg1在Creb、Cdk5和FosB基因啟動子位點的結合，且這些靶基因mRNA的表達上調。該結果表明： Brg1可以通過與其他轉錄蛋白形成複合物間接調節靶基因（如creb、cdk5和c-fos基因）的轉錄。 本課題揭示了染色質重塑因子Brg1作為SWI/SNF染色質調控因子的重要元件，參與調控古柯鹼成癮的神經行為學效應。本課題發現了一個新的古柯鹼成癮表觀調控機制，對於探索成癮治療新的藥物靶標也具有科學意義。