组蛋白H3的22个赖氨酸去甲基化酶对胎鼠棕色脂肪细胞分化的调控作用

发布时间：2021-11-28 22:52

　　【目的】探索胎鼠棕色脂肪细胞分化过程中组蛋白H3赖氨酸残基位点H3k4,H3k9,H3k27,H3k36的22种去甲基化酶的调控作用,为棕色脂肪细胞分化研究提供理论基础。【方法】收集怀孕时间为E13.5～E19.5 d的小鼠胚胎,每个时间点至少取3只胎鼠。取肩胛间区棕色脂肪,进行HE染色,镜下观察棕色脂肪细胞的分化情况。Realtime RT-qPCR法检测随着小鼠胚胎的发育成熟,棕色脂肪标志基因Ucp1、Cidea、Prdml6及脂肪细胞分化基因Pparγ的表达情况和棕色脂肪中组蛋白H3的22种赖氨酸去甲基化酶的基因表达情况。Westen blot法检测棕色脂肪组织中Ucp1的蛋白表达。【结果】最早在E14.5 d的胎鼠背部肩胛间区观察到棕色脂肪组织;E18.5 d胎鼠棕色脂肪细胞中出现光镜下可见的脂滴。与E15.5 d相比,Ucp1、Cidea、Prdm16及Pparγ的表达升高（P<0.05）;Ucp1的蛋白表达增加（P<0.05）。与E15.5 d相比,H3k4的去甲基化酶中,Jarid1a、Jarid1b、Jarid1d、Lsd1基因表达减少（P<0.05）... 

【文章来源】：中山大学学报(医学科学版). 2020,41(04)北大核心CSCD

【文章页数】：8 页

【部分图文】：

小鼠背部棕色脂肪组织

图1 小鼠背部棕色脂肪组织在H3k9的去甲基化酶中，Jmjd2a表达降低，E16.5和E19.5差异有统计学意义（均P<0.001）。Jmjd2b表达降低，在E18.5、E19.5差异有统计学意义（均P<0.05）。Jmjd2c表达降低，E16.5-E19.5差异有统计学意义（均P<0.01）。Phf2表达降低，E16.5和E19.5差异有统计学意义（均P<0.01）。Phf8表达有升高趋势，E16.5、E18.5、E19.5天差异有统计学意义（均P<0.05）。MINA表达差异无统计学意义（均P>0.05）。Jmjd1c表达降低，E16.5、E18.5、E19.5 d差异有统计学意义（均P<0.05）。Jhdm2a表达减少，E16.5和E19.5差异有统计学意义（均P<0.05）。Jhdm2b表达升高，E16.5、E19.5差异有统计学意义（均P<0.05）。Jmjd2d基因表达显著增高，E17.5、E18.5和E19.5差异有统计学意义（均P<0.01；图3B,C，表2）。

在实验中，我们发现，小鼠胚胎期棕色脂肪最早出现在E14.5 d的胎鼠。先前有作者用荧光素酶标记的小鼠进行观察，发现白色脂肪最早出现于E16 d的胎鼠[9]，本研究发现，棕色脂肪最早出现于E14.5 d胚胎，棕色脂肪细胞的分化早于白色脂肪，这间接支持了棕色和白色脂肪起源于不同祖细胞系的观点[13-14]。随后实验检测了小鼠背部棕色脂肪中棕色脂肪标志物的表达情况，发现Ucp1,Cidea,Prdml6这3个棕色脂肪特异性标志物的表达[15]随着棕色脂肪细胞分化成熟，出现较为迅猛的增高。而Ucp1的蛋白表达也表现为逐渐增高趋势。棕色脂肪最重要的功能是产热，以便帮助个体在出生后适应寒冷环境。其中线粒体内的解偶联蛋白1(Ucp1）是最重要的行使产热功能的分子，也是棕色脂肪细胞最有特异性的标志物。而脂滴则负责提供产热的能源。在E18.5 d的棕色脂肪细胞中，首次观察到脂滴。Ucp1的表达增加和脂滴的形成，表明胚胎在出生前的1～2 d已经为出生后产热维持体温基本做好准备[16]。我们选取了已知的组蛋白H3的22种去甲基化酶，对胎鼠背部肩胛间区的棕色脂肪组织进行了基因表达分析，以E15.5 d为基准，计算E16.5～E19.5的mRNA相对表达量。各组蛋白H3赖氨酸位点的甲基化修饰由甲基化酶和去甲基化酶共同承担，表现出此消彼长的动态平衡。H3k9和H3k27甲基化后主要表现为转录沉默，去甲基化后表现为转录激活[17-18]。实验结果中，H3k9被检测的10个去甲基化酶中，Jmjd2d,Phf8和Jhdm2b[19]表达升高，其余7个去甲基化酶表达下调或无明显变化。这10个去甲基化酶具有类似功能，均可催化H3k9位点甲基擦除，部分去甲基化酶表达升高，部分表达降低，分析其原因，可能在分化过程中不需要全部去甲基化酶均参与其中，因而一部分去甲基化酶的表达发生了关闭，而另外几个去甲基化酶Jmjd2d,Phf8和Jhdm2b高表达，即可发挥作用。

【参考文献】：
期刊论文
[1]温度对乳腺癌小鼠棕色脂肪18F-FDG Micro-PET/CT成像的影响[J]. 涂清强.  中山大学学报(医学科学版). 2020(04)



本文编号：3525304