IRF7和5-羟色胺能基因在尼古丁影响抗病毒免疫和成瘾中的作用研究
发布时间：2020-08-13 05:19
【摘要】：吸烟是疾病发生中一个重要的诱因,会增加患多种疾病的风险,对机体的多种组织器官造成不利的影响,加速疾病进程,增加病死率,严重危害人们的健康,因此成为备受人们广泛关注的一个问题,急需研究者对吸烟开展相关的研究,了解其作用机制,为寻找戒烟药物的靶点奠定基础。(1)吸烟影响抗病毒免疫反应的生物学机制研究:研究背景及目的:研究显示,吸烟会抑制抗病毒天然免疫反应,从而导致吸烟者对病毒的易感性增加,并且增加感染的风险。干扰素调节因子7(Interferonregulatory factor 7,IRF7)在依赖Ⅰ型干扰素的抗病毒天然免疫反应中发挥重要的作用,然而,IRF7是否在吸烟抑制抗病毒免疫反应的过程中也起重要的作用,我们仍然不清楚。研究方法:在本研究中,我们首先使用CRISPR/Cas9基因编辑系统对IRF7进行了编辑,并最终得到了 IRF7稳定编辑的HEK293FT细胞系。聚肌苷-聚胞苷酸(Polyinosinic-polycytidylic acid,poty I:C)是一个合成的病毒双链RNA类似物,我们使用其处理野生型和IRF7编辑的细胞,用以模拟病毒感染及其所引起的抗病毒免疫反应过程。鉴于尼古丁是烟草中的关键活性成分之一,我们将经过polyI:C处理后的细胞暴露于尼古丁,以此来研究IRF7是否参与这个过程。研究结果:通过研究发现,在野生型的细胞中,poly I:C刺激导致Ⅰ型干扰素的表达水平升高,尼古丁处理后显著抑制了Ⅰ型干扰素表达的升高,并且也抑制了与干扰素生成相关的基因的表达,包括干扰素刺激基因、干扰素刺激基因因子3复合体等。然而,在IRF7编辑的细胞中,细胞对poly I:C的刺激反应减弱,并且尼古丁对干扰素生成相关基因表达的抑制作用也不再有显著性差异。结论:通过以上研究结果表明,IRF7在尼古丁抑制抗病毒天然免疫反应的过程中起到关键的作用。(2)吸烟成瘾的遗传学机制研究:研究背景及目的:虽然吸烟会导致许多疾病的发生,并且抑制上述的抗病毒免疫反应过程,但是流行病学数据显示仍然有很多人在吸烟。尤其是在中国,男性的吸烟率高达66.1%,并且其中很大一部分人是有高度尼古丁依赖的,即尼古丁成瘾或吸烟成瘾。因此,吸烟成瘾者和非吸烟者有何不同,值得我们去进一步深入研究。吸烟成瘾是一个复杂的行为,会受到环境因素和遗传因素的共同影响。已有研究报道在吸烟者中发现了一些遗传变异位点,然而大多数报道是在欧美人群中发现的,对中国人群的研究尚少。研究方法:在本研究中,我们通过候选基因关联分析方法,研究了 5-羟色胺能基因的单核苷酸多态性(Single-nucleotide polymorphisms,SNP)在尼古丁成瘾中的潜在机制。我们共收集了 2,616名中国汉族男性吸烟者的样本,通过问卷调查收集了个人基本信息和吸烟相关信息,同时收集了外周血,提取DNA后,使用Taqman Openarray对筛选的SNP做了基因分型,然后通过遗传关联分析和基因—基因互作分析,研究了5-羟色胺能基因变异与评价尼古丁成瘾程度的指标——FTND(Fagerstrom Test for icotine Dependence)之间的相关性,进一步还分析了这些SNPs与其附近的CpG基因座的甲基化水平和所在基因的表达水平之间的关联性。研究结果:通过研究发现,从单个SNP的水平,HTR3B基因中的rs1176744与FTND有显著相关性;基于单倍型的关联分析发现,由位于HTR3B的5'-端的SNPs,包括 rs3758987,rs4938056,rs1176744和 rs2276305,形成的一个主要单倍型 T-T-A-G与FTND呈显著相关性。通过基因—基因相互作用分析显示,HTR3A中的SNP s10160548 和 中的 SNP rs3758987,rs2276305 和 rs1672717 存在显著的互作关系,进而导致尼古丁成瘾。最后,我们还发现四个CpG位点(包括CpG_4543549,CpG_4543464,CpG_4543682 和 CpG_4546888)与三个HTR3B中的 SNPs,包括rs3758987,rs4938056 和 rsl176744,有显著的关联性。结论:通过从单个SNP水平、单倍型水平以及基因和基因相互作用方面,并将DNA甲基化和mRNA表达联系在一起进行cis-mQTL和cis-eQTL的分析,最终发现了在尼古丁依赖中重要的遗传学机制。该基因中的rs1176744,rs3758987和rs4938056等遗传位点可能在中国人群吸烟成瘾中起到重要的作用,这些发现拓宽了我们对5-羟色胺在影响尼古丁成瘾方面的认识,也将有助于我们在中国吸烟者中寻找潜在的与戒烟相关的遗传靶位点。综上所述,在本研究中,我们首先证明了干扰素调节因子7参与了吸烟对抗病毒免疫反应的抑制过程,其次通过整合多种遗传学分析表明5-羟色胺能系统的遗传变异在中国汉族人群的尼古丁成瘾中起重要的作用。这些发现可以解释吸烟者不同于非吸烟者的遗传机制以及吸烟者对病毒更易感的原因,这也将为寻找吸烟成瘾的药物靶点和治疗手段奠定基础。
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：R749
【图文】：
逦正文第一章实验材料及方法逡逑如图１．１ａ所示，我们所选的序列位于ＣＤＳ区，且位于ＣＤＳ区的第１个外显子逡逑上。根据图１．１ｂ所示，将这一对寡核苷酸链分别连入ｐＳｐＣａｓ９（ＢＢ）－２Ａ－ＧＦＰ和逡逑ｐＳｐＣａｓ９（ＢＢ）－２Ａ－Ｐｕｒｏ邋载体上。逡逑（ｂ）逦＿邋．邋？邋ＧＦＰｏｒ逡逑Ｕ６逦ＣＢｈ逦ＳｐＣａｓ９邋ｐｕｒｏ逡逑ｐＳｐＣｓｓ９（ＢＢ）＊２Ａ－逦ｉ逦，邋，邋逦逦、邋，—逡逑ＧＦＰ邋ｏｒ邋Ｐｕｒｏ逦Ｉ邋＾邋＾￣逡逑Ｂｂｓｌ邋Ｂｂｓｌ逡逑（ａ）逦｜逦５５５逦１逦一Ｔ＂逦逦%肌义希牛铮睿殄澹牛
本文编号：2791580
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：R749
【图文】：
逦正文第一章实验材料及方法逡逑如图１．１ａ所示，我们所选的序列位于ＣＤＳ区，且位于ＣＤＳ区的第１个外显子逡逑上。根据图１．１ｂ所示，将这一对寡核苷酸链分别连入ｐＳｐＣａｓ９（ＢＢ）－２Ａ－ＧＦＰ和逡逑ｐＳｐＣａｓ９（ＢＢ）－２Ａ－Ｐｕｒｏ邋载体上。逡逑（ｂ）逦＿邋．邋？邋ＧＦＰｏｒ逡逑Ｕ６逦ＣＢｈ逦ＳｐＣａｓ９邋ｐｕｒｏ逡逑ｐＳｐＣｓｓ９（ＢＢ）＊２Ａ－逦ｉ逦，邋，邋逦逦、邋，—逡逑ＧＦＰ邋ｏｒ邋Ｐｕｒｏ逦Ｉ邋＾邋＾￣逡逑Ｂｂｓｌ邋Ｂｂｓｌ逡逑（ａ）逦｜逦５５５逦１逦一Ｔ＂逦逦%肌义希牛铮睿殄澹牛
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