發(fā)布時(shí)間：2020-04-10 15:01

【摘要】：表觀遺傳是指不改變DNA序列的情況下,基因的表達(dá)或功能發(fā)生可遺傳的改變,是真核生物的重要生物學(xué)現(xiàn)象。迄今,已知有多種分子水平的表觀遺傳修飾,其中RNA表觀遺傳修飾是近年的研究熱門領(lǐng)域之一,而6-甲基腺嘌呤(N6-methyladenosine,m6A)是mRNA上含量最多、研究最為廣泛的化學(xué)修飾,對(duì)mRNA的剪接、轉(zhuǎn)運(yùn)、翻譯和穩(wěn)定具有重要的調(diào)控作用。m6A修飾主要由甲基轉(zhuǎn)移酶(METTL3)和去甲基化酶(FTO、ALKBH5)的共同調(diào)節(jié),該可逆過(guò)程的動(dòng)態(tài)平衡將影響細(xì)胞發(fā)育和多種疾病的發(fā)生。帕金森病(Parkinson’s disease,PD)是一種常見(jiàn)的神經(jīng)退行性疾病,主要病理特征為中腦黑質(zhì)區(qū)多巴胺能神經(jīng)元的變性死亡。研究顯示,PD的發(fā)生與表觀遺傳修飾具有密切的相關(guān)性,如DNA的甲基化與組蛋白的乙�；揎椀�,然而目前尚未有PD與RNA甲基化修飾的相關(guān)性報(bào)道�；诖�,本課題將深入探究RNA甲基化修飾與多巴胺能神經(jīng)細(xì)胞死亡的關(guān)系并揭示其相應(yīng)的分子機(jī)制。本研究首先通過(guò)神經(jīng)毒素6-羥基多巴胺(6-OHDA)構(gòu)建PD的細(xì)胞模型和大鼠模型,探究PD發(fā)病過(guò)程中RNA甲基化修飾的變化,結(jié)果顯示PD細(xì)胞和大鼠模型紋狀體區(qū)的m6A修飾均呈現(xiàn)顯著性降低的趨勢(shì),同時(shí)去甲基化酶FTO表達(dá)量顯著升高,即RNA發(fā)生明顯的去甲基化過(guò)程。其次,我們通過(guò)慢病毒構(gòu)建穩(wěn)定過(guò)表達(dá)FTO的多巴胺能神經(jīng)細(xì)胞系,降低神經(jīng)元細(xì)胞中m6A的水平,探究低甲基化水平對(duì)神經(jīng)細(xì)胞生長(zhǎng)的影響,實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,過(guò)表達(dá)FTO會(huì)提高多巴胺信號(hào)通路相關(guān)基因GRIN1的表達(dá),導(dǎo)致神經(jīng)元細(xì)胞Ca~(2+)內(nèi)流,同時(shí)過(guò)表達(dá)FTO會(huì)引起神經(jīng)元細(xì)胞氧化應(yīng)激水平升高、線粒體功能損傷并導(dǎo)致神經(jīng)元細(xì)胞發(fā)生凋亡。最后,為了驗(yàn)證過(guò)表達(dá)FTO引起的神經(jīng)元損傷是通過(guò)去甲基化過(guò)程所介導(dǎo),我們進(jìn)一步用m6A抑制劑(環(huán)亮氨酸)處理多巴胺能神經(jīng)細(xì)胞,所得的結(jié)果與過(guò)表達(dá)FTO引起的細(xì)胞凋亡相一致。通過(guò)上述研究,本課題首先確定了PD模型中RNA甲基化水平降低的現(xiàn)象,并進(jìn)一步在細(xì)胞中驗(yàn)證低甲基化的RNA修飾加劇神經(jīng)細(xì)胞的損傷,并探討了引起該損傷的機(jī)制:FTO會(huì)降低mRNA上的m6A修飾,從而促進(jìn)GRIN1蛋白的表達(dá),致使神經(jīng)元細(xì)胞內(nèi)Ca~(2+)超載,使細(xì)胞氧化應(yīng)激水平升高、線粒體功能受損,最終促進(jìn)神經(jīng)細(xì)胞的凋亡。該研究有望從RNA的表觀遺傳修飾水平為PD的發(fā)病機(jī)制提供新的研究方向。
【學(xué)位授予單位】：北京工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：R742.5

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本文編號(hào)：2622370