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《中南大学》 2012年
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DNA甲基化在帕金森病发病机制中的研究

胡雅岑  
【摘要】:背景 帕金森病(Parkison's disease, PD)的发病机制尚不完全清楚,目前认为与遗传因素和环境因素及其相互作用有关。表观遗传学为人们探索帕金森病的发病机制提供了新的思路。DNA甲基化是发现最早的、最基本的,也是研究最多的表观遗传学机制。DNA甲基化与疾病的关系已逐渐成为医学研究的新热点之一。DNA甲基化具有组织特异性,而中枢神经系统疾病取材脑组织的难度较大,且难以作为后续开展生物标记研究的依据。某些DNA甲基化改变在脑组织和外周血中具有一致性,在精神疾病和神经退行性疾病研究领域,利用外周血标本开展DNA甲基化的研究取得了一定进展。PD作为一种全身受累的疾病,外周血单个核细胞(peripheral blood mononuclear cells, PBMCs)是研究PD患者多巴胺能神经元变性损伤的一种很好的外周模型。PD患者外周血中是否存在DNA总体甲基化水平、DNA甲基转移酶(DNA methyltransferases, DNMTs)及甲基化CpG结合蛋白(methyl binding protein, MBPs)的表达异常,目前国内外尚无研究。 目的 探讨散发PD患者PBMCs中是否存在DNA总体甲基化水平、DNMTs及MBPs表达水平的异常,并结合各临床参数探讨年龄、性别、药物使用对DNA总体甲基化水平、DNMTs及MBPs表达水平的影响。 方法 应用酶联免疫吸附(enzyme linked immunosorbent assay,ELISA)技术对63例正常对照和62例散发PD患者PBMCs中DNA总体甲基化水平进行检测;应用实时荧光定量PCR进行DNMTs及MBPs的表达水平的检测;应用统计学方法对两组的测定值进行比较。 结果 1.散发PD患者PBMCs中DNA总体甲基化水平较正常对照降低(正常对照组10.33%±0.88%vs.PD组9.92%±0.98%,P0.05);男性PD的DNA总体甲基化水平较男性对照显著降低(男性对照10.44%±0.89%vs.男性PD9.88%±0.88%,P0.05),而女性PD和女性对照的总体甲基化水平无显著差异(P0.05)。 2.病程、年龄、发病年龄以及L-dopa使用对于本组实验对象DNA总体甲基化水平无显著影响(P0.05); 3.与正常对照相比,散发PD患者PBMCs中DNMTs及MBPs的mRNA表达水平均显著增高(P0.05); 4.在本组PD患者中PBMCs中:DNMT3A的mRNA表达水平和年龄呈负相关(rs=-0.294,P0.05);MBD4的mRNA表达水平和年龄呈正相关(rs=0.238,P0.05);DNMT3A的mRNA表达水平在男性患者显著低于女性患者(男性PD0.59±0.26vs.女性PD0.83±0.34, P0.05);MBD3的mRNA表达水平在使用L-dopa治疗的患者显著降低(NLOPD组1.21±0.34vs.LDPD组1.03±0.22,P0.05)。 5.在本组PD患者PBMCs中,DNA总体甲基化水平与DNMT1和MBD1的mRNA表达水平呈负相关(rs[DNMT1]=-0.497,P0.05,rs[MBD1]=-0.265,P0.05)。 结论 在国内外首次开展了散发PD患者PBMCs中DNA总体甲基化水平、DNMTs及MBPs表达水平的检测,散发性PD患者PBMCs中存在DNA总体甲基化水平、DNMTs及MBPs表达水平异常。年龄、性别、药物使用可影响PD患者的DNA甲基化状态。 背景 散发PD患者PBMCs中存在DNA甲基化异常,而PD主要病理改变主要位于中脑黑质,因此研究黑质部位的DNA甲基化具有重要意义。MPTP诱导的小鼠PD模型是研究PD发病机制、神经生化、病理解剖、运动及精神障碍、药物作用等方面的应用最广的动物模型。MPTP作为最早被发现的、最经典的可导致选择性黑质部位多巴胺能神经元变性损伤的环境因素,其毒性作用依赖N-甲基基团的存在。在PD患者和MPTP诱导的动物模型的黑质部位存在蛋白质和脂质的N-甲基化修饰异常,提示MPTP模型诱导的PD模型黑质部位可能存在DNA甲基化修饰异常。表达谱研究表明MPTP诱导的灵长类和啮齿类PD模型黑质部位基因的表达存在显著的改变,而DNA甲基化作为一种基因表达的重要调控机制,是否参与了PD动物模型黑质部位神经元变性损害和PD症状的发生目前尚不清楚。 目的 本研究拟用一种环境毒素MPTP诱导小鼠PD模型并对其评价。利用这种模型进行DNA甲基化研究,探讨MPTP诱导的小鼠PD模型黑质部位是否存在DNA甲基化异常,构建MPTP诱导的小鼠PD模型黑质部位DNA甲基化谱并寻找DNA甲基化修饰异常的PD相关基因。 方法 1.采用MPTP连续腹腔给药的方法建立MPTP诱导小鼠PD模型,进行行为学观察和分析,运用免疫组织化学染色和Western Blot(?)去检测TH表达水平。 2.运用ELISA方法对MPTP诱导小鼠PD模型中脑黑质DNA总体甲基化水平进行检测。 3.运用实时荧光定量PCR对MPTP诱导小鼠PD模型中脑黑质DNMTs和MBPs的mRNA表达水平进行检测。 4.采用甲基化DNA免疫共沉淀(methylated DNA immunoprecipitation, MeDIP)技术结合Roche-NimbleGen全基因组DNA甲基化芯片分别对MPTP诱导小鼠PD模型和对照小鼠中脑黑质部位进行DNA甲基化比较分析,获得MPTP诱导小鼠PD模型和对照小鼠黑质部位DNA甲基化谱,通过比较MPTP诱导小鼠PD模型和对照小鼠DNA甲基化谱获得DNA甲基化修饰异常的PD相关基因。 5.运用重亚硫酸盐测序技术对MPTP诱导小鼠PD模型和对照小鼠黑质部位Uchl1启动子区域甲基化水平进行检测;运用实时荧光定量PCR对MPTP诱导小鼠PD模型和对照小鼠黑质部位Uchl1表达水平进行检测。 结果 1.MPTP连续腹腔给药的方法能够诱导小鼠出现震颤、肢体僵硬、运动迟缓等类似PD表现;免疫组织化学染色显示模型组小鼠黑质部位TH阳性神经元数目减少,形态异常;Western Blot显示与对照组相比,模型组小鼠中脑背侧组织TH蛋白表达无显著改变(P0.05),黑质部位TH蛋白表达显著减少(P0.05)。 2.MPTP诱导的小鼠PD模型黑质部位DNA总体甲基化水平较对照组显著降低(对照组8.66%±0.92%vs.模型组7.60%±1.05%,P0.05)。 3.MPTP诱导的小鼠PD模型黑质部位能够检测至(?)Dnmt1, Dnmt3a以及MBPs的rnRNA表达;与对照组相比,模型组小鼠黑质部位Dnmt1、Mbd1及Mecp2的mRNA表达水平显著增高(P0.05)。 4.全基因组DNA甲基化芯片分析发现对照组小鼠黑质部位DNA有723个位点发生高甲基化,模型组小鼠黑质部位DNA有640个位点发生高甲基化。和对照组小鼠相比,在全基因组内筛选出差异甲基化位点共有48个,涉及44个基因,其中甲基化程度增高的基因5个,甲基化程度降低的基因39个。这些甲基化差异基因参与信号转导、分子转运、转录调控、发育、细胞分化、凋亡调控、氧化应激、蛋白降解等生物学过程。 5.与对照组小鼠相比,模型组小鼠黑质部位Uchll启动子区域甲基化水平降低,mRNA表达水平增高,差异具有统计显著性(P0.05) 结论 在国内外首次利用环境毒素诱导的PD动物模型进行DNA甲基化研究。MPTP诱导的小鼠PD模型黑质部位DNA存在甲基化修饰异常,DNA总体甲基化水平降低,Dnmt1、Mbd1及Mecp2的mRNA表达水平增高。进一步证实MeDIP结合DNA甲基化芯片(MeDIP-Chip)技术是初步构建DNA甲基化谱,筛选基因组DNA中甲基化修饰异常基因的相对有效手段。在MPTP诱导PD小鼠黑质部位筛选出的PD相关甲基化修饰异常的基因可作为进一步深入研究的靶目标。
【学位授予单位】:中南大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:R742.5

【参考文献】
中国期刊全文数据库 前4条
1 唐北沙,王德安,夏家辉,邓汉湘,戴和平,刘春宇,潘乾,龙志高,金丽娟,张宝荣,强丽娟,李晨,赵节绪;中国人遗传性脊髓小脑型共济失调患者三核苷酸突变频率的分布[J];中华医学杂志;1997年11期
2 董少军;吴承志;周家鸿;王靖东;吕晓侠;马锐;孙田田;黄卫;;血清同型半胱氨酸水平与帕金森病的关系[J];中国神经免疫学和神经病学杂志;2011年01期
3 许波,江泓,唐北沙,张玉虎,汤建光,刘小民,郭纪峰;Friedreich共济失调的临床特征及GGA三核苷酸重复突变分析[J];卒中与神经疾病;2005年03期
4 马锐;侯焕喜;董少军;;美多巴对帕金森病病人同型半胱氨酸的影响[J];中西医结合心脑血管病杂志;2010年10期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 罗曼;肖友生;甘露;张剑;曹小丽;王进;;广西地区脊髓小脑性共济失调3型/Machado-Joseph病患者的基因诊断及临床特征分析[J];广西医科大学学报;2012年04期
2 叶建文;;美多巴合用泰舒达治疗帕金森患者临床疗效研究[J];中国医药导刊;2012年10期
3 邬烈铭,高哲石,王善澄,金通观,陈美娟,汪栋祥,江三多;遗传性共济失调伴精神障碍的临床及遗传研究[J];上海精神医学;2001年02期
4 丁新生,程虹,李晨,姚娟,邓晓萱;三核苷酸重复的检测在脊髓小脑型共济失调的应用研究[J];临床神经病学杂志;1999年01期
5 彭经华;万和斌;欧阳君;高秀先;;血浆同型半胱氨酸水平与帕金森病相关研究[J];内科;2011年06期
6 李学;王泽帅;马建军;王冰;;河南地区SCA1、SCA2和SCA3患者临床特征及CAG三核苷酸变异的研究[J];山东医药;2010年36期
7 ;Scorpion venom heat-resistant protein decreases immunoreactivity of OX-42-positive microglia cells in MPTP-treated mice[J];Neural Regeneration Research;2008年09期
8 ;Synthetic protease inhibitor-induced inclusions in PC12 cells Potential proteomic characterization of six subunits in the 26S proteasome[J];Neural Regeneration Research;2010年22期
9 ;Oxidative stress regulated heme-oxygenase-1 and glutathione S-transferase-m1 gene expression changes in cell lines exposed to melanins[J];Neural Regeneration Research;2011年34期
10 李兴安;张应玖;胡轶虹;常明;刘韬;王丹萍;张磊;张瑜;胡林森;;PC12细胞的PSI诱导性包含体富集了真核细胞翻译因子(英文)[J];中国生物化学与分子生物学报;2008年01期
中国博士学位论文全文数据库 前8条
1 钱霞;K-ATP通道与帕金森病的相关性研究[D];南京医科大学;2010年
2 陈晓晨;脊髓小脑共济性失调2型的修饰基因变异及自然选择对ATXN2基因的影响[D];北京协和医学院;2011年
3 刘欢;叶酸调控神经干细胞增殖分化和凋亡对脑梗死大鼠的神经保护作用机制研究[D];天津医科大学;2011年
4 张小宁;新疆地区脊髓小脑性共济失调病人的临床表现、MRI特点以及基因突变和CAG重复扩增的研究[D];新疆医科大学;2006年
5 张瑜;PSI诱导的PC12细胞帕金森病模型的动态蛋白质组学研究[D];吉林大学;2007年
6 王秋艳;PSI诱导的PC12细胞PD模型中硝化、磷酸化和糖基化亚蛋白质组的研究[D];吉林大学;2007年
7 刘静;MPTP致SAMP8小鼠年龄相关的黑质纹状体系统损伤及可能机制探讨[D];河北医科大学;2009年
8 何丹;A39S突变型DJ-1蛋白对基因表达谱的影响及DJ-1基因突变检测和血清DJ-1蛋白检测分析[D];中南大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘培培;脊髓小脑共济失调2型患者的磁共振弥散张量成像特点及其临床分析[D];吉林大学;2011年
2 蒋欣;高表达转录因子ΔFosB对帕金森病异动症大鼠纹状体区NMDAR1的调节[D];华中科技大学;2011年
3 张凯;杨梅黄酮对MPP~+损伤的MES23.5细胞的保护作用及可能机制研究[D];青岛大学;2011年
4 潘琪;蛋白酶体功能下降在帕金森病发病机制中的作用[D];安徽医科大学;2007年
5 罗曼;脊髓小脑性共济失调3型的基因诊断与线粒体DNA部分突变的研究[D];广西医科大学;2007年
6 李桂冰;脊髓小脑性共济失调1、2型基因检测分析与线粒体DNA突变的研究[D];广西医科大学;2008年
7 张申;利用重组DNA技术检测MJD1基因CAG三核苷酸重复及SCA3/MJD产前诊断研究[D];中南大学;2008年
8 王栋慧;脊髓小脑性共济失调1、2、3型基因检测分析与线粒体DNA突变的研究[D];广西医科大学;2009年
9 王泽帅;河南汉族人群脊髓小脑共济失调1、2、3 型患者临床表型特征及基因分型的研究[D];新乡医学院;2009年
10 常宇涛;激活大鼠黑质小胶质细胞对不同程度损伤神经元的影响[D];中国医科大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前7条
1 王文霞,臧卫周,冯艳,徐军;高同型半胱氨酸血症对帕金森病的影响[J];医药论坛杂志;2005年09期
2 孙茂军,王伟,唐维国;美多巴 B族维生素浓度对帕金森患者同型半胱氨酸的影响[J];浙江临床医学;2004年06期
3 田丽;张哲成;;高同型半胱氨酸血症与神经系统疾病[J];医学综述;2007年10期
4 刘敏;彭海;;同型半胱氨酸对多巴胺神经元的影响及其机制研究[J];中风与神经疾病杂志;2007年01期
5 江泓,唐北沙,张美集,赵国华,许波,李晨;遗传性脊髓小脑型共济失调6型两个家系的临床特征及基因突变研究[J];中华神经科杂志;2003年02期
6 王红梅;葛许华;周联生;耿德勤;;帕金森病患者左旋多巴治疗对血浆同型半胱氨酸的影响[J];中华神经科杂志;2006年09期
7 邢红霞,彭海,孙圣刚;同型半胱氨酸对多巴胺能神经元的作用及其机制的研究[J];中国老年学杂志;2004年12期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张丽容,刘迺丰,陈日新,张丽珊,黄鹰,李方园,王世浚;心肌病患者线粒体DNA异常的探讨[J];中国优生与遗传杂志;1993年04期
2 陈至善!200052上海,熊显华!200052上海;肾癌细胞增殖活性与预后的关系[J];临床肿瘤学杂志;1998年02期
3 张秀荣,孟如松,李春启,毛高平,王建荣;大肠癌及各类型大肠息肉流式细胞DNA定量研究[J];空军总医院学报;1998年03期
4 原银栋,刘庆阳,原泉,赵耀;恶性骨肿瘤中血管内皮生长因子表达的定量研究[J];中华骨科杂志;1999年07期
5 陈建庭,李菊根,金大地;血小板衍生生长因子促进成骨细胞DNA合成的实验研究[J];中华外科杂志;1999年07期
6 张淑娟,宋炜辉;治疗淋菌性结膜炎的用药观察[J];黑龙江医药科学;1999年03期
7 李秀珍;微波对脑的影响[J];国外医学.卫生学分册;2000年05期
8 邱方城,熊琛,严礼华,张志华,郑卫东;PCR检测HBVDNA的初步研究[J];郧阳医学院学报;2000年01期
9 李昕权,李丰益,廖清奎,罗春华;白血病随机扩增多态DNA分析及其临床意义[J];中国小儿血液;2000年06期
10 武大林;HLA方法学进展及其DNA分型应用[J];第一军医大学学报;2001年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 刘海英;陈刚;步宇翔;;碱基对的多铜修饰对DNA导电性的增强作用[A];中国化学会第28届学术年会第13分会场摘要集[C];2012年
2 赵宏远;李俊杰;桑润滋;;单细胞凝胶电泳技术检测不同处理山羊精子DNA损伤[A];中国畜牧兽医学会动物繁殖学分会第十五届学术研讨会论文集(下册)[C];2010年
3 刘玲;付强;朱化彬;彭秀丽;郝海生;杜卫华;赵学明;王栋;;牛毛囊基因组DNA制备方法的比较研究[A];中国畜牧兽医学会动物繁殖学分会第十五届学术研讨会论文集(上册)[C];2010年
4 梁春柳;;一个新的筛选化合物与DNA交互作用的简便方法[A];2010年全国药物毒理学学术会议论文集[C];2010年
5 张文众;李永宁;方瑾;梁春来;张倩男;;体外新评价方法——完整细胞核DNA检测板[A];全国生化/工业与卫生毒理学学术会议论文集[C];2010年
6 邹丹丹;汪海林;;基于DNA甲基化结合蛋白MBD的甲基化分析[A];中国化学会第28届学术年会第2分会场摘要集[C];2012年
7 张晔;杜智;杨斌;高英堂;;检测外周血中游离DNA的应用前景(综述)[A];天津市生物医学工程学会第29届学术年会暨首届生物医学工程前沿科学研讨会论文集[C];2009年
8 赵淑珍;刘光珍;;DNA免疫吸附治疗狼疮性肾炎的临床观察[A];第十一届全国中西医结合肾脏病学术会议论文汇编[C];2010年
9 陈士林;;中药DNA条形码鉴定体系[A];第十届全国药用植物及植物药学术研讨会论文摘要集[C];2011年
10 陆佳飞;周克隆;王缦;;磁珠法快速提取乙型肝炎病毒DNA的研究及其在诊断试剂中的应用[A];第五次全国免疫诊断暨疫苗学术研讨会论文汇编[C];2011年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 陈杰;信息技术将重组汽车DNA[N];科技日报;2010年
2 刘霞;科学家研发出新型人工合成DNA载体[N];科技日报;2010年
3 南方;化危为机 企业需韧性生长的DNA[N];中国企业报;2009年
4 吴强;港大引新技术DNA辨食材[N];中国食品质量报;2010年
5 本报记者 施晓焰 通讯员 马丽娟;云南:DNA数据库成“打拐”得力帮手[N];人民公安报;2009年
6 张巍巍;垃圾DNA可促进癌症发展首获证实[N];科技日报;2010年
7 常丽君;虱子DNA表明人类17万年前首次穿衣[N];科技日报;2011年
8 记者 冯卫东;DNA碱基序列决定其光敏性假设获证实[N];科技日报;2008年
9 许文强;拆、装更便捷的DNA双螺栓结构模型[N];大众科技报;2008年
10 记者 常丽君;研究人员发现自组装DNA链的最佳长度[N];科技日报;2010年
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1 郭晓兰;端粒功能异常诱导的DNA损伤反应及其在肿瘤发生中的作用与分子机制[D];重庆医科大学;2010年
2 陈志健;1.8 GHz微波对X射线和阿霉素致淋巴细胞DNA损伤修复及对蛋白表达的影响[D];浙江大学;2010年
3 朱慧芳;Y家族DNA聚合酶对化学致癌物MNNG应答的转录调控研究[D];浙江大学;2009年
4 万超;抗猪瘟嵌合DNA疫苗及TRIF的DNA疫苗佐剂效应研究[D];武汉大学;2009年
5 赵丽霞;克隆绵羊印记相关基因的DNA甲基化研究[D];内蒙古农业大学;2010年
6 沈美龙;基于DNA免疫的乙型肝炎病毒表面抗原大中小蛋白的免疫原性研究[D];南京医科大学;2010年
7 徐铁刚;细菌DNA磷硫酰化修饰与限制[D];上海交通大学;2008年
8 高鹏;特异性介导DNA转导的多结构域嵌合蛋白的构建、表达及鉴定[D];吉林大学;2011年
9 康大伟;DNA分子器件场效应理论研究[D];山东大学;2010年
10 高天;基于寡核苷酸芯片的地中海贫血特异性DNA甲基化的研究[D];第三军医大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 郭才华;亚洲人线粒体DNA单倍型与帕金森病的相关性以及单个线粒体DNA突变热点的研究[D];广西医科大学;2011年
2 肖友生;锰中毒性帕金森综合征线粒体DNA基因突变研究[D];广西医科大学;2010年
3 李芳;基于磁性微粒的法医样本DNA纯化[D];西北大学;2011年
4 芦丽淦;柚皮素及聚乙二醇增强乙肝DNA疫苗免疫效果的研究[D];河南大学;2010年
5 杨锦艳;六种香豆素有效成分与DNA相互作用的研究[D];山西医科大学;2010年
6 林启凰;用于乳腺蛋白标志基因检测的DNA电化学生物传感器的研究[D];福建医科大学;2010年
7 于文静;亚麻韧皮部特异启动子克隆与26份种质DNA指纹图谱构建[D];中国农业科学院;2010年
8 Rebecca Simisola Agboola;硼(B)和氯化钠胁迫处理诱导高粱(Sorghum bicolor)自交系发生形态和DNA甲基化的变异[D];东北师范大学;2010年
9 石微;溴氰菊酯致大鼠DNA损伤及损伤后修复功能的影响[D];青岛大学;2010年
10 张诺;DNA-纳米羟基磷灰石修饰电极的制备及在生物分析中的应用[D];济南大学;2010年
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