有机溶剂肾损伤的表观遗传机制研究

发布时间：2017-11-01 09:04

  本文关键词：有机溶剂肾损伤的表观遗传机制研究

  更多相关文章： 二甲苯 肾损伤 表观遗传学 DNA甲基化 RRBS 二甲苯 肾损伤 表观遗传学 组蛋白甲基化 ChIP-seq

【摘要】：研究一二甲苯环境暴露导致大鼠肾损伤的DNA甲基化研究目的：观察二甲苯环境暴露导致大鼠肾小管和肾小球损伤的DNA甲基化改变。方法：分别选取实验组(吸入二甲苯12周的大鼠模型)以及对照组大鼠的肾小管和肾小球,通过研磨过筛网的方法分离肾小管和肾小球,进行全基因组的甲基化检测,分析实验组与对照组中肾小管、肾小球相比Promoter与CGI覆盖度和测序深度以及Promoter与CGI平均甲基化水平；经过DMR、GO和KEGG分析。采用焦磷酸测序法分析肾小管PPARγ启动子区的序列可与转录因子ADR1结合的CpG位点。使用蛋白印迹和实时定量PCR的方法验证实验组大鼠肾小管PPARγ的表达。结果：(1)肾小管和肾小球样本的碱基C和三种甲基化模式(分别是CG、CHG、CHH,其中H分别代表A或T或C)在主要分布在Promoter和CGI区域；(2)实验组肾小管Promoter区域平均甲基化水平为2.32%,而对照组甲基化水平为4.22%,与对照组相比,实验组promoter区域的整体的平均甲基化水平是降低的；(3)实验组C碱基甲基化水平主要分布在CG/CHG/CHH三种模式中,以CG的分布最为显著；(4)DMR分析：与对照组相比,实验组大鼠肾小管和肾小球DMR数目、在基因区域的分布以及在基因组各功能元件的分布存在差异；(5)GO分析：与对照组相比,实验组肾小管上调的DMR有9个参与细胞的生命进程,5个参与细胞组分、元件和7个参与分子生物学功能；实验组肾小管下调的DMR有10个参与细胞的生命过程,10个参与分子生物学功能；实验组肾小球上调的DMR有10个参与细胞的生命过程,10个参与细胞组分、元件和2个参与分子生物学功能(6)京都基因与基因组百科全书(KEGG)分析：结果发现对照组相比,实验组肾小管DMR上调相关基因与PPARγ通路相关。(7)焦磷酸测序结果显示：对照组与转录因子ADR1结合的CpG位点的甲基化水平稳定在30±1.87%左右,实验组的甲基化水平变化比较大,有3只大鼠的甲基化水平升高,分别为32%,38%,36%；(8)与对照组相比,吸入二甲苯4周PPARγ蛋白的表达水平降低；而吸入二甲苯6、12周PPARγ蛋白的表达是升高的。结论：通过比较分析实验组和对照组大鼠的肾小管和肾小球全基因组甲基化测序结果,发现PPARγ通路参与二甲苯诱导大鼠的肾小管损伤,焦磷酸测序和蛋白印迹的结果证实了PPARγ基因启动子区的甲基化改变与二甲苯导致的肾脏损伤相关。研究二二甲苯环境暴露导致大鼠肾损伤的组蛋白修饰研究目的：观察二甲苯环境暴露导致大鼠肾小管和肾小球损伤的组蛋白修饰的改变方法：对吸入二甲苯12周大鼠肾小管进行ChIP-seq分析,将富集的“峰”注释到基因,然后进行GO分析和京都基因与KEGG分析。结果：(1)对测序后的原始数据经过去污和过滤处理,得到的所有合格数据都与大鼠参考基因组进行了完好的比对,实验组和对照组肾小管样本的富集peak(H3K9、H3K27)主要位于基因的基因间隔区域(intergenic)、内含子(intron)、基因的上游(upstream)和启动子的位置(promoter),而在外显子(exon)的分布却很少；(2)实验组和对照组大鼠肾小管样本的ChIP-Seq信号主要分布在TSS周围2kb；(3)GO分析：实验组肾小管样本H3K9下调peak与化学刺激的检测和识别有关,而H3K9上调peak与物质代谢、细胞凋亡和MAPK信号通路的调控相关；与对照组相比,实验组肾小管样本H3K27下调peak物质代谢、细胞凋亡和Wnt信号通路相关,而H3K27上调peak与(细胞、RNA)物质代谢、基因表达等有关；(4)KEGG分析：与对照组相比,实验组肾小管样本H3K9、H3K27涉及到蛋白酶体信号通路、MAPK信号通路、凋亡信号通路、Wnt信号通路、肾细胞癌信号通路和糖代谢的通路；(5)将肾小管组织组蛋白H3K9、H3K27甲基化富集的“峰”注释到18号染色体后可观察到PPARγ启动子区域与对照组有显著差异。结论：通过比较分析吸入二甲苯的大鼠模型的肾小管全基因组组蛋白H3K9、H3K27测序结果,初步建立了有机溶剂肾损伤的组蛋白甲基化图谱,发现PPARγ启动子区组蛋白H3K9和H3K27的甲基化修饰与有机溶剂肾损伤相关。
【关键词】：二甲苯 肾损伤 表观遗传学 DNA甲基化 RRBS 二甲苯 肾损伤 表观遗传学 组蛋白甲基化 ChIP-seq
【学位授予单位】：南京大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：R692
【目录】：

• 英文缩略词表5-7
• 中文摘要7-10
• ABSTRACT10-14
• 前言14-16
• 第一部分 二甲苯环境暴露导致大鼠肾损伤的DNA甲基化研究16-40
• 前言17
• 材料和方法17-26
• 结果26-35
• 讨论35-37
• 参考文献37-40
• 第二部分 二甲苯环境暴露导致大鼠肾损伤的组蛋白修饰研究40-55
• 前言41
• 材料和方法41-43
• 结果43-51
• 讨论51-52
• 参考文献52-55
• 全文总结55-56
• 主要结论55
• 论文创新点55-56
• 综述56-67
• 环境表观遗传学57-58
• 环境因素引起的肾脏损伤58-59
• 环境因素、肾脏损害和表观遗传学59-63
• 参考文献63-67
• 附录67-68
• 硕士期间发表论文68-69
• 致谢69-71

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本文编号：1126121