組蛋白H3的22個(gè)賴氨酸去甲基化酶對(duì)胎鼠棕色脂肪細(xì)胞分化的調(diào)控作用
發(fā)布時(shí)間:2021-11-28 22:52
【目的】探索胎鼠棕色脂肪細(xì)胞分化過程中組蛋白H3賴氨酸殘基位點(diǎn)H3k4,H3k9,H3k27,H3k36的22種去甲基化酶的調(diào)控作用,為棕色脂肪細(xì)胞分化研究提供理論基礎(chǔ)!痉椒ā渴占瘧言袝r(shí)間為E13.5~E19.5 d的小鼠胚胎,每個(gè)時(shí)間點(diǎn)至少取3只胎鼠。取肩胛間區(qū)棕色脂肪,進(jìn)行HE染色,鏡下觀察棕色脂肪細(xì)胞的分化情況。Realtime RT-qPCR法檢測隨著小鼠胚胎的發(fā)育成熟,棕色脂肪標(biāo)志基因Ucp1、Cidea、Prdml6及脂肪細(xì)胞分化基因Pparγ的表達(dá)情況和棕色脂肪中組蛋白H3的22種賴氨酸去甲基化酶的基因表達(dá)情況。Westen blot法檢測棕色脂肪組織中Ucp1的蛋白表達(dá)。【結(jié)果】最早在E14.5 d的胎鼠背部肩胛間區(qū)觀察到棕色脂肪組織;E18.5 d胎鼠棕色脂肪細(xì)胞中出現(xiàn)光鏡下可見的脂滴。與E15.5 d相比,Ucp1、Cidea、Prdm16及Pparγ的表達(dá)升高(P<0.05);Ucp1的蛋白表達(dá)增加(P<0.05)。與E15.5 d相比,H3k4的去甲基化酶中,Jarid1a、Jarid1b、Jarid1d、Lsd1基因表達(dá)減少(P<0.05)...
【文章來源】:中山大學(xué)學(xué)報(bào)(醫(yī)學(xué)科學(xué)版). 2020,41(04)北大核心CSCD
【文章頁數(shù)】:8 頁
【部分圖文】:
小鼠背部棕色脂肪組織
圖1 小鼠背部棕色脂肪組織在H3k9的去甲基化酶中,Jmjd2a表達(dá)降低,E16.5和E19.5差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(均P<0.001)。Jmjd2b表達(dá)降低,在E18.5、E19.5差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(均P<0.05)。Jmjd2c表達(dá)降低,E16.5-E19.5差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(均P<0.01)。Phf2表達(dá)降低,E16.5和E19.5差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(均P<0.01)。Phf8表達(dá)有升高趨勢,E16.5、E18.5、E19.5天差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(均P<0.05)。MINA表達(dá)差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(均P>0.05)。Jmjd1c表達(dá)降低,E16.5、E18.5、E19.5 d差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(均P<0.05)。Jhdm2a表達(dá)減少,E16.5和E19.5差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(均P<0.05)。Jhdm2b表達(dá)升高,E16.5、E19.5差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(均P<0.05)。Jmjd2d基因表達(dá)顯著增高,E17.5、E18.5和E19.5差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(均P<0.01;圖3B,C,表2)。
在實(shí)驗(yàn)中,我們發(fā)現(xiàn),小鼠胚胎期棕色脂肪最早出現(xiàn)在E14.5 d的胎鼠。先前有作者用熒光素酶標(biāo)記的小鼠進(jìn)行觀察,發(fā)現(xiàn)白色脂肪最早出現(xiàn)于E16 d的胎鼠[9],本研究發(fā)現(xiàn),棕色脂肪最早出現(xiàn)于E14.5 d胚胎,棕色脂肪細(xì)胞的分化早于白色脂肪,這間接支持了棕色和白色脂肪起源于不同祖細(xì)胞系的觀點(diǎn)[13-14]。隨后實(shí)驗(yàn)檢測了小鼠背部棕色脂肪中棕色脂肪標(biāo)志物的表達(dá)情況,發(fā)現(xiàn)Ucp1,Cidea,Prdml6這3個(gè)棕色脂肪特異性標(biāo)志物的表達(dá)[15]隨著棕色脂肪細(xì)胞分化成熟,出現(xiàn)較為迅猛的增高。而Ucp1的蛋白表達(dá)也表現(xiàn)為逐漸增高趨勢。棕色脂肪最重要的功能是產(chǎn)熱,以便幫助個(gè)體在出生后適應(yīng)寒冷環(huán)境。其中線粒體內(nèi)的解偶聯(lián)蛋白1(Ucp1)是最重要的行使產(chǎn)熱功能的分子,也是棕色脂肪細(xì)胞最有特異性的標(biāo)志物。而脂滴則負(fù)責(zé)提供產(chǎn)熱的能源。在E18.5 d的棕色脂肪細(xì)胞中,首次觀察到脂滴。Ucp1的表達(dá)增加和脂滴的形成,表明胚胎在出生前的1~2 d已經(jīng)為出生后產(chǎn)熱維持體溫基本做好準(zhǔn)備[16]。我們選取了已知的組蛋白H3的22種去甲基化酶,對(duì)胎鼠背部肩胛間區(qū)的棕色脂肪組織進(jìn)行了基因表達(dá)分析,以E15.5 d為基準(zhǔn),計(jì)算E16.5~E19.5的mRNA相對(duì)表達(dá)量。各組蛋白H3賴氨酸位點(diǎn)的甲基化修飾由甲基化酶和去甲基化酶共同承擔(dān),表現(xiàn)出此消彼長的動(dòng)態(tài)平衡。H3k9和H3k27甲基化后主要表現(xiàn)為轉(zhuǎn)錄沉默,去甲基化后表現(xiàn)為轉(zhuǎn)錄激活[17-18]。實(shí)驗(yàn)結(jié)果中,H3k9被檢測的10個(gè)去甲基化酶中,Jmjd2d,Phf8和Jhdm2b[19]表達(dá)升高,其余7個(gè)去甲基化酶表達(dá)下調(diào)或無明顯變化。這10個(gè)去甲基化酶具有類似功能,均可催化H3k9位點(diǎn)甲基擦除,部分去甲基化酶表達(dá)升高,部分表達(dá)降低,分析其原因,可能在分化過程中不需要全部去甲基化酶均參與其中,因而一部分去甲基化酶的表達(dá)發(fā)生了關(guān)閉,而另外幾個(gè)去甲基化酶Jmjd2d,Phf8和Jhdm2b高表達(dá),即可發(fā)揮作用。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]溫度對(duì)乳腺癌小鼠棕色脂肪18F-FDG Micro-PET/CT成像的影響[J]. 涂清強(qiáng). 中山大學(xué)學(xué)報(bào)(醫(yī)學(xué)科學(xué)版). 2020(04)
本文編號(hào):3525304
【文章來源】:中山大學(xué)學(xué)報(bào)(醫(yī)學(xué)科學(xué)版). 2020,41(04)北大核心CSCD
【文章頁數(shù)】:8 頁
【部分圖文】:
小鼠背部棕色脂肪組織
圖1 小鼠背部棕色脂肪組織在H3k9的去甲基化酶中,Jmjd2a表達(dá)降低,E16.5和E19.5差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(均P<0.001)。Jmjd2b表達(dá)降低,在E18.5、E19.5差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(均P<0.05)。Jmjd2c表達(dá)降低,E16.5-E19.5差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(均P<0.01)。Phf2表達(dá)降低,E16.5和E19.5差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(均P<0.01)。Phf8表達(dá)有升高趨勢,E16.5、E18.5、E19.5天差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(均P<0.05)。MINA表達(dá)差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(均P>0.05)。Jmjd1c表達(dá)降低,E16.5、E18.5、E19.5 d差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(均P<0.05)。Jhdm2a表達(dá)減少,E16.5和E19.5差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(均P<0.05)。Jhdm2b表達(dá)升高,E16.5、E19.5差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(均P<0.05)。Jmjd2d基因表達(dá)顯著增高,E17.5、E18.5和E19.5差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(均P<0.01;圖3B,C,表2)。
在實(shí)驗(yàn)中,我們發(fā)現(xiàn),小鼠胚胎期棕色脂肪最早出現(xiàn)在E14.5 d的胎鼠。先前有作者用熒光素酶標(biāo)記的小鼠進(jìn)行觀察,發(fā)現(xiàn)白色脂肪最早出現(xiàn)于E16 d的胎鼠[9],本研究發(fā)現(xiàn),棕色脂肪最早出現(xiàn)于E14.5 d胚胎,棕色脂肪細(xì)胞的分化早于白色脂肪,這間接支持了棕色和白色脂肪起源于不同祖細(xì)胞系的觀點(diǎn)[13-14]。隨后實(shí)驗(yàn)檢測了小鼠背部棕色脂肪中棕色脂肪標(biāo)志物的表達(dá)情況,發(fā)現(xiàn)Ucp1,Cidea,Prdml6這3個(gè)棕色脂肪特異性標(biāo)志物的表達(dá)[15]隨著棕色脂肪細(xì)胞分化成熟,出現(xiàn)較為迅猛的增高。而Ucp1的蛋白表達(dá)也表現(xiàn)為逐漸增高趨勢。棕色脂肪最重要的功能是產(chǎn)熱,以便幫助個(gè)體在出生后適應(yīng)寒冷環(huán)境。其中線粒體內(nèi)的解偶聯(lián)蛋白1(Ucp1)是最重要的行使產(chǎn)熱功能的分子,也是棕色脂肪細(xì)胞最有特異性的標(biāo)志物。而脂滴則負(fù)責(zé)提供產(chǎn)熱的能源。在E18.5 d的棕色脂肪細(xì)胞中,首次觀察到脂滴。Ucp1的表達(dá)增加和脂滴的形成,表明胚胎在出生前的1~2 d已經(jīng)為出生后產(chǎn)熱維持體溫基本做好準(zhǔn)備[16]。我們選取了已知的組蛋白H3的22種去甲基化酶,對(duì)胎鼠背部肩胛間區(qū)的棕色脂肪組織進(jìn)行了基因表達(dá)分析,以E15.5 d為基準(zhǔn),計(jì)算E16.5~E19.5的mRNA相對(duì)表達(dá)量。各組蛋白H3賴氨酸位點(diǎn)的甲基化修飾由甲基化酶和去甲基化酶共同承擔(dān),表現(xiàn)出此消彼長的動(dòng)態(tài)平衡。H3k9和H3k27甲基化后主要表現(xiàn)為轉(zhuǎn)錄沉默,去甲基化后表現(xiàn)為轉(zhuǎn)錄激活[17-18]。實(shí)驗(yàn)結(jié)果中,H3k9被檢測的10個(gè)去甲基化酶中,Jmjd2d,Phf8和Jhdm2b[19]表達(dá)升高,其余7個(gè)去甲基化酶表達(dá)下調(diào)或無明顯變化。這10個(gè)去甲基化酶具有類似功能,均可催化H3k9位點(diǎn)甲基擦除,部分去甲基化酶表達(dá)升高,部分表達(dá)降低,分析其原因,可能在分化過程中不需要全部去甲基化酶均參與其中,因而一部分去甲基化酶的表達(dá)發(fā)生了關(guān)閉,而另外幾個(gè)去甲基化酶Jmjd2d,Phf8和Jhdm2b高表達(dá),即可發(fā)揮作用。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]溫度對(duì)乳腺癌小鼠棕色脂肪18F-FDG Micro-PET/CT成像的影響[J]. 涂清強(qiáng). 中山大學(xué)學(xué)報(bào)(醫(yī)學(xué)科學(xué)版). 2020(04)
本文編號(hào):3525304
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