Maft去甲基化对斑马鱼NRF2信号通路基因表达的影响
发布时间：2020-07-08 05:49
【摘要】：活细胞通过调整细胞内氧化和还原水平来维持体内平衡。人类长期暴露于亲电子和氧化应激环境中可导致多种疾病产生,如癌症、心血管疾病和神经退行性等疾病。Nrf2/ARE信号通路是生物体内抗氧化和亲电子应激的重要的防御系统,sMaf家族作为Nrf2/ARE信号通路中的结合因子,在维持机体稳态方面有着关键作用。近年来,关于DNA甲基化调控Nrf2/ARE信号通路的研究逐渐被重视,但对s Maf家族基因进行去甲基化的研究却鲜有报道。为了探究在氧化应激状态下maft去甲基化对Nrf2/ARE信号通路基因表达的影响,本文使用斑马鱼作为模式生物,采用半定量PCR、实时荧光定量PCR、DNA甲基化测序和全胚原位杂交等技术从分子水平上解析maft去甲基化对斑马鱼Nrf2/ARE信号通路基因表达的调控机制。结果显示,smaf家族基因在斑马鱼早期发育的不同阶段的表达谱中,8hpf时期表达量相对较低,120hpf时期表达量相对较高,且这两个时期的斑马鱼胚胎和幼鱼在氧化应激状态下,结合因子smaf家族基因表达量显著增加,甲基转移酶的表达显著下调,我们推测smaf家族基因的表达可能受DNA甲基化的调控。随后,对处于氧化应激状态下120hpf时期的斑马鱼幼鱼进行甲基转移酶抑制剂处理后发现,maft基因表达显著性上调,甲基转移酶的表达量显著下降,同时maft基因启动子区甲基化程度明显降低。通过对Nrf2/ARE信号通路基因表达情况的检测,发现Nrf2/ARE信号通路相关基因和下游抗氧化基因的表达显著上调。综上所述,maft在氧化应激状态下受其启动子区甲基化的调控,同时maft基因去甲基化能够进一步提高Nrf2/ARE信号通路整体活跃水平,使斑马鱼能够更有效的抵抗外界刺激,为氧化应激相关疾病的治疗提供了重要参考,对甲基化转移酶抑制剂在肿瘤化疗过程中的作用机制研究提供了一个新的思路。
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：Q78
【图文】：
维持细胞内正常的氧化还原水平是保证内环境稳态的一个重要因素。然而复杂的平衡不断受到各种环境氧化剂和亲电子试剂的干扰，如污染物，食剂，紫外线和电离辐射等[8]。此外，机体在氧化磷酸化期间，包括超氧阴O2-），羟基自由基（OH-）和过氧化氢（H2O2）在内的作为副产物的细胞氧簇（ROS）的产生也对细胞稳态有很大的影响[9]。人类长期暴露于亲电应激环境中可导致与年龄相关的多种疾病产生，如癌症，心血管疾病和神性疾病[10]。Nrf2/ARE 信号通路作为氧化应激的最重要的防御机制之一，机体稳态方面有着关键作用。普遍表达的 NF-E2 相关因子-2（Nrf2）是调节 II 期细胞保护性酶（例如血氧酶-1（HO-1），NADPH）的基础，同时可诱导氧化还原酶-1（NQO-1），物歧化酶（SOD），谷胱甘肽 S-转移酶（GST）和γ-谷氨酰半胱氨酸连接-GCL）的表达[11]。Nrf2 通过结合存在于 5'上游启动子区域的核苷酸序列，氧化应答元件（ARE）来调节这些酶的转录激活[12]，其中 ARE 所包含的列 5'-TGACnnnGC-3'，最早是在大鼠和小鼠 Gst 和 Nqo1 基因的调节区中被来[13]。
哈尔滨工业大学理学硕士学位论文泛素化而降解。然而，当细胞暴露于亲电子试剂和氧化应激环境中时，如图所示，Keap1 会释放出 Nrf2，进入细胞核并且与几个包含 bZIP 基序的小 Ma之一（MafF，MafG，MafK）形成异源二聚体[15]。Nrf2-Maf 二聚体通过与 结合激活一系列下游抗氧化靶基因和 II 期细胞保护基因。此外，Nrf2 还可控各种药物代谢酶（DMEs），转运蛋白和细胞还原等价物（GSH 和 NADPH）录[16]。研究表明 Nrf2 不能从 Keap1 解离，但是泛素化被破坏使得 Nrf2 处于状态，允许新合成的 Nrf2 不受阻碍地进入细胞核[17]。然而，这仍然是有争议且尚未在斑马鱼中得到验证。此外，BACH（1BTB和CNC同源性1）和BACH2以充当 Nrf2 的阻遏蛋白[18]。
哈尔滨工业大学理学硕士学位论文化。第一个被发现的 Maf 家族成员是 c-Maf，它是肌肉纤维肉瘤分离af 致癌基因的细胞对应物[31]。除了 c-Maf 之外，另外三个成员为 M NRL，它们共同构成了大的 Maf 家族。Fujiwara 等[30]使用 v-Maf 基文库筛选中分离出另外两个因子 MafK 和 MafF，而 MafG 是 Kataoka个单独的筛选中被分离出来的[32]。尽管每个大型 Maf 蛋白都有转录激但是 MafF，MafG 和 MafK 却缺乏典型的转录激活结构域，并且基于寸，它们被归类为小 Maf（sMaf）家族。MafF，MafG 和 MafK 的完分别是“v-maf 鸟肌肉骨骼肌纤维肉瘤癌基因同源物 F，G 和 K”，在括人类，小鼠，大鼠，鸡和斑马鱼中是保守的。斑马鱼有四个 sMafs（mafg1 和 mafg2）; MafK; 和最初被克隆为 maft 的 maff[33]。在果确定为唯一的 sMaf[34]。
本文编号：2746166
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：Q78
【图文】：
维持细胞内正常的氧化还原水平是保证内环境稳态的一个重要因素。然而复杂的平衡不断受到各种环境氧化剂和亲电子试剂的干扰，如污染物，食剂，紫外线和电离辐射等[8]。此外，机体在氧化磷酸化期间，包括超氧阴O2-），羟基自由基（OH-）和过氧化氢（H2O2）在内的作为副产物的细胞氧簇（ROS）的产生也对细胞稳态有很大的影响[9]。人类长期暴露于亲电应激环境中可导致与年龄相关的多种疾病产生，如癌症，心血管疾病和神性疾病[10]。Nrf2/ARE 信号通路作为氧化应激的最重要的防御机制之一，机体稳态方面有着关键作用。普遍表达的 NF-E2 相关因子-2（Nrf2）是调节 II 期细胞保护性酶（例如血氧酶-1（HO-1），NADPH）的基础，同时可诱导氧化还原酶-1（NQO-1），物歧化酶（SOD），谷胱甘肽 S-转移酶（GST）和γ-谷氨酰半胱氨酸连接-GCL）的表达[11]。Nrf2 通过结合存在于 5'上游启动子区域的核苷酸序列，氧化应答元件（ARE）来调节这些酶的转录激活[12]，其中 ARE 所包含的列 5'-TGACnnnGC-3'，最早是在大鼠和小鼠 Gst 和 Nqo1 基因的调节区中被来[13]。
哈尔滨工业大学理学硕士学位论文泛素化而降解。然而，当细胞暴露于亲电子试剂和氧化应激环境中时，如图所示，Keap1 会释放出 Nrf2，进入细胞核并且与几个包含 bZIP 基序的小 Ma之一（MafF，MafG，MafK）形成异源二聚体[15]。Nrf2-Maf 二聚体通过与 结合激活一系列下游抗氧化靶基因和 II 期细胞保护基因。此外，Nrf2 还可控各种药物代谢酶（DMEs），转运蛋白和细胞还原等价物（GSH 和 NADPH）录[16]。研究表明 Nrf2 不能从 Keap1 解离，但是泛素化被破坏使得 Nrf2 处于状态，允许新合成的 Nrf2 不受阻碍地进入细胞核[17]。然而，这仍然是有争议且尚未在斑马鱼中得到验证。此外，BACH（1BTB和CNC同源性1）和BACH2以充当 Nrf2 的阻遏蛋白[18]。
哈尔滨工业大学理学硕士学位论文化。第一个被发现的 Maf 家族成员是 c-Maf，它是肌肉纤维肉瘤分离af 致癌基因的细胞对应物[31]。除了 c-Maf 之外，另外三个成员为 M NRL，它们共同构成了大的 Maf 家族。Fujiwara 等[30]使用 v-Maf 基文库筛选中分离出另外两个因子 MafK 和 MafF，而 MafG 是 Kataoka个单独的筛选中被分离出来的[32]。尽管每个大型 Maf 蛋白都有转录激但是 MafF，MafG 和 MafK 却缺乏典型的转录激活结构域，并且基于寸，它们被归类为小 Maf（sMaf）家族。MafF，MafG 和 MafK 的完分别是“v-maf 鸟肌肉骨骼肌纤维肉瘤癌基因同源物 F，G 和 K”，在括人类，小鼠，大鼠，鸡和斑马鱼中是保守的。斑马鱼有四个 sMafs（mafg1 和 mafg2）; MafK; 和最初被克隆为 maft 的 maff[33]。在果确定为唯一的 sMaf[34]。
【参考文献】
相关期刊论文 前4条
1 李明;宋永胜;吴斌;卜仁戈;;DNA甲基化转移酶及DNA甲基化转移酶抑制剂在肿瘤研究中的新视角[J];癌症进展;2012年06期
2 王琳;刘辰;徐江;;DNA甲基化与肿瘤研究进展[J];畜牧与饲料科学;2011年11期
3 杨雷;薛晓文;张奕华;;DNA甲基转移酶抑制剂的研究进展[J];药学与临床研究;2009年04期
4 姜政;李新钢;胡锦;卢大儒;周伟;江玉泉;栗超越;;脑胶质瘤中SLC5A8和TMS1/ASC基因启动子区甲基化及mRNA表达的研究[J];中华医学杂志;2007年05期
相关硕士学位论文 前2条
1 刘毅;H_2O_2和DEM处理下斑马鱼Nrf2/ARE信号通路相关基因的表达和甲基化分析[D];哈尔滨工业大学;2017年
2 李爽;模拟微重力效应对斑马鱼早期胚胎骨质发育的影响[D];哈尔滨工业大学;2017年
本文编号：2746166
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