表觀遺傳機(jī)制,如組蛋白翻譯后修飾,能夠可遺傳地調(diào)控大多數(shù)與細(xì)胞生命進(jìn)程相關(guān)基因的表達(dá)。外界環(huán)境對細(xì)胞的刺激,會改變細(xì)胞內(nèi)組蛋白翻譯后修飾,引起染色質(zhì)結(jié)構(gòu)變化,從而影響基因的表達(dá)。砷化合物(三氧化二砷)是一類公認(rèn)的致癌物,也是飲用水的主要污染物之一,三氧化二砷引起的飲用水污染是世界性環(huán)境問題。而另一方面,三氧化二砷還是臨床治療急性早幼粒細(xì)胞性白血病(APL)最有效的藥物之一,但如何降低三氧化二砷對人體的毒副作用一直是一個難題。越來越多的證據(jù)表明砷化合物介導(dǎo)的表觀遺傳調(diào)控與其毒理和藥理作用密切相關(guān)。有文章報道,三氧化二砷能夠引起UROtsa細(xì)胞內(nèi)組蛋白H4K16位賴氨酸乙�；�(H4K16ac)水平下降,但此過程中三氧化二砷的具體作用機(jī)制還不明確,其是否作用于催化H4K16ac的組蛋白乙酰轉(zhuǎn)移酶h MOF(MYST1/KAT8,human male absent on first)還不為人所知。本論文對這一機(jī)制進(jìn)行了深入研究,通過一系列生化實驗及敲低/過表達(dá)h MOF的細(xì)胞實驗,證實三氧化二砷調(diào)控的細(xì)胞內(nèi)H4K16ac水平下降,很大程度是由于砷原子與組蛋白乙酰轉(zhuǎn)移酶(HAT)h MOF之間的直接結(jié)合所導(dǎo)致的h MOF酶活性缺失造成的。本論文的實驗結(jié)果表明,三氧化二砷處理He La細(xì)胞或HEK293T細(xì)胞24、48和72h,均能觀察到組蛋白H4K16ac水平隨三氧化二砷濃度的升高而降低,而組h MOF的轉(zhuǎn)錄和表達(dá)水平并未發(fā)生明顯變化。本文通過體外組蛋白乙酰轉(zhuǎn)移酶活性檢測(HAT assay)證明,三氧化二砷直接抑制了h MOF的酶活性。為了探明二者的相互作用機(jī)制,我們用氨基苯基氧化砷(PAPAO)與瓊脂糖凝膠樹脂交聯(lián),構(gòu)建出As-親和樹脂(As-activated agarose),利用As-親和沉淀實驗證明砷原子能直接結(jié)合h MOF。同時,采用MAIDI-TOF質(zhì)譜檢測和紫外光譜吸收實驗證明,砷原子直接結(jié)合在h MOF鋅指結(jié)構(gòu)的C2HC部位。細(xì)胞實驗表明,過表達(dá)h MOF不僅降低了三氧化二砷對HEK293T細(xì)胞的毒性,同時還有效地逆轉(zhuǎn)了三氧化二砷引起的細(xì)胞內(nèi)H4K16ac水平降低。而且在He La細(xì)胞中敲低h MOF,可以增加三氧化二砷引起的細(xì)胞壞死和凋亡。實驗證明,三氧化二砷能夠上調(diào)HEK293T細(xì)胞中去乙酰轉(zhuǎn)移酶HDAC4的表達(dá),但用si RNA敲低HDAC4并不影響H4K16ac的乙酰化水平,也無法抑制三氧化二砷導(dǎo)致的H4K16ac水平下降,這些結(jié)果表明HDAC4可能不直接參與組蛋白H4K16的乙�；�。通過在HEK293T細(xì)胞中的染色質(zhì)免疫沉淀(CHIP)檢測,我們證實三氧化二砷可以阻斷h MOF在HDAC4轉(zhuǎn)錄起始區(qū)域(-1890、-476和+588 kb位點)的募集,并上調(diào)HDAC4的轉(zhuǎn)錄和表達(dá)。綜上所述:本文首次證明三氧化二砷直接結(jié)合在組蛋白乙酰轉(zhuǎn)移酶h MOF鋅指結(jié)構(gòu)的C2HC部位,抑制h MOF的乙酰轉(zhuǎn)移酶活性,從而下調(diào)細(xì)胞內(nèi)H4K16ac水平,并導(dǎo)致HDAC4表達(dá)水平升高。同時,h MOF催化的組蛋白H4K16ac修飾,能夠提高人體細(xì)胞對三氧化二砷毒性的抵抗力。本文關(guān)于三氧化二砷對h MOF以及H4K16乙�；揎椀谋碛^遺傳調(diào)控機(jī)制的研究,為今后闡明砷化合物的毒理和藥理作用機(jī)理提供了新的研究方向。
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：R114

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1 劉達(dá);三氧化二砷導(dǎo)致人體細(xì)胞中組蛋白H4K16乙�；较抡{(diào)的作用機(jī)制研究[D];吉林大學(xué);2015年

本文編號：1890264