【摘要】：表觀遺傳是指不改變DNA序列的情況下,基因的表達或功能發(fā)生可遺傳的改變,是真核生物的重要生物學現(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修飾,對mRNA的剪接、轉(zhuǎn)運、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),該可逆過程的動態(tài)平衡將影響細胞發(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甲基化修飾的相關性報道�；诖�,本課題將深入探究RNA甲基化修飾與多巴胺能神經(jīng)細胞死亡的關系并揭示其相應的分子機制。本研究首先通過神經(jīng)毒素6-羥基多巴胺(6-OHDA)構建PD的細胞模型和大鼠模型,探究PD發(fā)病過程中RNA甲基化修飾的變化,結(jié)果顯示PD細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,同時去甲基化酶FTO表達量顯著升高,即RNA發(fā)生明顯的去甲基化過程。其次,我們通過慢病毒構建穩(wěn)定過表達FTO的多巴胺能神經(jīng)細胞系,降低神經(jīng)元細胞中m6A的水平,探究低甲基化水平對神經(jīng)細胞生長的影響,實驗結(jié)果顯示,過表達FTO會提高多巴胺信號通路相關基因GRIN1的表達,導致神經(jīng)元細胞Ca~(2+)內(nèi)流,同時過表達FTO會引起神經(jīng)元細胞氧化應激水平升高、線粒體功能損傷并導致神經(jīng)元細胞發(fā)生凋亡。最后,為了驗證過表達FTO引起的神經(jīng)元損傷是通過去甲基化過程所介導,我們進一步用m6A抑制劑(環(huán)亮氨酸)處理多巴胺能神經(jīng)細胞,所得的結(jié)果與過表達FTO引起的細胞凋亡相一致。通過上述研究,本課題首先確定了PD模型中RNA甲基化水平降低的現(xiàn)象,并進一步在細胞中驗證低甲基化的RNA修飾加劇神經(jīng)細胞的損傷,并探討了引起該損傷的機制:FTO會降低mRNA上的m6A修飾,從而促進GRIN1蛋白的表達,致使神經(jīng)元細胞內(nèi)Ca~(2+)超載,使細胞氧化應激水平升高、線粒體功能受損,最終促進神經(jīng)細胞的凋亡。該研究有望從RNA的表觀遺傳修飾水平為PD的發(fā)病機制提供新的研究方向。
【學位授予單位】：北京工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：R742.5

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