HDACi丙戊酸对精神分裂症表观遗传调节的分子机制研究

发布时间：2017-08-16 12:28

  本文关键词：HDACi丙戊酸对精神分裂症表观遗传调节的分子机制研究

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【摘要】：精神分裂症是一种复杂的具有较高致残率的慢性精神障碍性疾病,经治疗后不可痊愈且极易复发。目前认为该疾病的发生是遗传因素和环境因素共同作用的结果。表观遗传修饰(如组蛋白修饰和DNA甲基化)能够在分子水平上解释基因和环境因素相互作用的联系,而且越来越多的证据表明表观遗传参与了精神分裂症的病理生理学改变。组蛋白乙酰化是一种主要的组蛋白修饰,由组蛋白乙酰化转移酶(histone acetyltransferases,HATs)和组蛋白去乙酰化酶(histone deacetylases,HDACs)调节。组蛋白去乙酰化酶进行去乙酰化从而抑制基因的表达,这一作用可能涉及精神分裂症的发病机制。组蛋白去乙酰化酶抑制剂(histone deacetylase inhibitor,HDACi)可以通过抑制组蛋白去乙酰化转移酶来调节组蛋白和非组蛋白的乙酰化水平。有新兴的证据表明,应用HDACi治疗神经退行性痴呆引起的学习和认知障碍可产生良好的效果。HDACi丙戊酸(valproate acid,VPA)是一种已经确认的可通过血脑屏障以达到刺激神经组织的一种药物,可以治疗癫痫和双向情感障碍,还可以通过增加γ-氨基丁酸(γ-aminobutyric acid,GABA)能的转录从而减轻似精神分裂症大鼠动物模型的躁狂症状和抑郁症状。故我们推测HDACi VPA很可能是精神分裂症的一种潜在的治疗药物,然而,VPA对精神分裂症表观遗传调节的机制尚未清楚,还需更多的实验室工作加以证实。目的探讨GABA系统基因(GABBR1、GABRA1、GAD1、GAD2)、脂代谢关键酶LPL基因、突触素SYN2基因、内向整流钾通道成员KCNJ4、神经肽信号基因TAC1、谷氨酸神经传递基因GRIA2的m RNA在大鼠精神分裂症表观遗传动物模型中m RNA表达改变;同时,给予HDACi VPA,单独或结合抗精神病药氯丙嗪(chlorpromazine,CPZ),观察上述候选基因的m RNA表达水平变化,推测上述基因是否为HDACi VPA作用的靶基因,进一步阐明VPA对精神分裂症表观遗传调节的分子机制;再者,对电离辐射对VPA产生何种影响进行了初步的探讨。方法选择围产期SD大鼠,建立大鼠精神分裂症表观遗传动物模型,给予HDACi VPA处理,单独或联合抗精神病药氯丙嗪(chloropromazine,CPZ);给予正常组和PMV治疗组2Gy剂量照射,照射条件:采用X-RAD 320ix辐照仪进行照射,电压180k V,电流20m A,单次源靶距70cm,剂量率:1.0Gy/min,照射方式:全身照射。通过Morris水迷宫实验验证动物模型是否制备成功,并检测其认知改变;通过Real Time PCR的方法,检测候选基因在大鼠精神分裂症表观遗传动物模型的前脑皮层(prefrontal cortex,PC)、杏仁核(amygdale,AM)、尾壳核(caudate-putamen,CPU)和海马(hippocampus,HIP)四个脑区的m RNA表达变化。应用SPSS16.0软件进行统计学分析。结果1、研究发现精神分裂症表观遗传动物模型PC、AM、CPU和HIP四个脑区中,GABBR1基因、GAD1基因、GAD2基因和SYN2基因表达显著升高,给予HDACi丙戊酸后,上述基因在四个脑区中m RNA表达均下降或接近正常水平。2、结果发现给予2Gy剂量电离辐射可诱导正常大鼠和PMV模型组大鼠GAD1基因、GAD2基因、GRIA2基因和SYN2基因的表达增加。结论1、GABBR1基因、GAD1基因、GAD2基因和SYN2基因很可能是HDACi VPA作用的靶向基因。2、电离辐射可以对HDACi VPA产生影响,但具体机制尚不清楚,仍需大量实验加以证明。
【关键词】：精神分裂症 表观遗传学 组蛋白去乙酰化抑制剂 丙戊酸 Real-time PCR
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：R749.3
【目录】：

• 中文摘要4-6
• Abstract6-13
• 第1章 绪论13-22
• 1.1 精神分裂症概述13
• 1.2 精神分裂症的病因13-15
• 1.2.1 遗传和环境因素13
• 1.2.2 表观遗传学13-14
• 1.2.3 DNA甲基化14
• 1.2.4 DNA甲基化与精神分裂症14-15
• 1.3 组蛋白修饰15-18
• 1.3.1 组蛋白乙酰化与去乙酰化15-16
• 1.3.2 组蛋白修饰异常与精神分裂症16
• 1.3.3 组蛋白去乙酰化抑制剂研究进展16-17
• 1.3.4 HDACi丙戊酸钠的研究进展17-18
• 1.3.5 电离辐射对HDACi的影响18
• 1.4 目前治疗精神分裂症的主要药物及发展史18-19
• 1.5 精神分裂症动物模型概述19-20
• 1.5.1 经典的精神分裂症大鼠动物模型19-20
• 1.5.2 表观遗传大鼠动物模型的建立20
• 1.6 立题依据20-22
• 第2章 材料与方法22-30
• 2.1 主要试剂及仪器22
• 2.1.1 试剂22
• 2.2 主要仪器22-23
• 2.2.1 实验耗材23
• 2.3 主要实验材料和方法23-24
• 2.3.1 精神分裂症大鼠模型的制备23-24
• 2.3.2 照射条件与方式24
• 2.4 Morris水迷宫实验24-25
• 2.5 总RNA的提取与纯度和浓度的测定25-26
• 2.5.1 模型处死及分离脑组织25
• 2.5.2 RNA提取：25-26
• 2.5.3 RNA逆转录成cDNA26
• 2.6 候选基因的选择26-30
• 2.6.1 引物的设计与合成26-27
• 2.6.2 引物的稀释27-28
• 2.6.3 cDNA的稀释28
• 2.6.4 基因的表达28-30
• 第3章 结果30-50
• 3.1 MORRIS水迷宫实验行为学检测30
• 3.2 Real-time PCR方法验证候选基因的表达30-35
• 3.2.1 溶解曲线31-32
• 3.2.2 标准曲线32-35
• 3.3 候选基因mRNA表达分析35-41
• 3.3.1 GABBR1基因35-37
• 3.3.2 GABRA1基因37-39
• 3.3.3 GAD1基因39-40
• 3.3.4 GAD2基因40-41
• 3.4 LPL基因41-43
• 3.5 GRIA2基因43-45
• 3.6 KCNJ4基因45-46
• 3.7 SYN2基因46-48
• 3.8 TAC1基因48-50
• 第4章 讨论50-58
• 4.1 Morris水迷宫实验结果分析50-51
• 4.2 GABA系统简述51-54
• 4.2.1 GABBR1基因51-52
• 4.2.2 GABRA1基因52
• 4.2.3 GAD1基因52-53
• 4.2.4 GAD2基因53-54
• 4.3 LPL基因54
• 4.4 GRIA2基因54-55
• 4.5 SYN2基因55-56
• 4.6 KCNJ4基因56
• 4.7 TAC1基因56-57
• 4.8 电离辐射对候选基因的影响57-58
• 第5章 结论58-59
• 参考文献59-70
• 作者简介及科研成果70-71
• 致谢71

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本文编号：683292