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目的:阿尔茨海默病(Alzheimers disease,AD)是一种中枢神经系统退行性疾病,以进行性认知功能障碍和记忆力损害为主要表现。发病率较高,是老年痴呆最常见的一种类型,其病理变化主要表现为广泛神经元丧失、大脑皮层萎缩及海马出现典型的老年斑(senile plaques,SP)、淀粉样蛋白(β-amyloid protein,Aβ)沉积、神经原纤维缠结(neurofibrillary tangles, NFT)及Tau蛋白过度磷酸化等。其临床症状主要包括逐渐出现的记忆力减退、认知功能障碍、人格改变及晚期机体功能障碍等,疾病逐渐进展恶化,严重者可累及生命。然而,遗憾的是其发病机制至今尚未完全清楚。过去多着重于对 DNA序列本身的研究,而有些疾病的发生和和表型的出现并不仅仅是 DNA序列的改变。曾有学者对3对同卵双生的家族性阿尔茨海默病(FAD)患者进行研究,发现即使具有完全相同基因组的两个孪生子,发病年龄、临床症状都不完全相同。这说明在相应的基因碱基序列没有发生变化的情况下,一些生物体的表型却发生了改变。 近年来,随着 DNA甲基化研究的不断深入,发现与 AD密切相关基因如淀粉样蛋白前体基因(APP)、载脂蛋白 E基因(Apoe-4)、早老素1基因(Psen-1)和早老素2基因(Psen-2)均发生了异常甲基化改变。所以 DNA甲基化对 AD相关基因的调控也成为近年来研究的热点,尤其在基因表达的调控方面和维持正常细胞功能方面起着重要作用,其通过改变染色质结构、DNA构象、DNA稳定性及DNA与蛋白质相互作用方式等来控制基因表达状态。该研究前期成功饲养和繁殖早期cDKO mice阿尔茨海默病模型;获得30个甲基化异常基因。那么,随着年龄的增长是不是还有更多的异常甲基化基因参与到AD发病机制中呢,这些基因是否有重叠?本实验首先繁育及筛选出中期PS1/PS2双基因敲除阿尔茨海默病鼠模型,该小鼠表现出类似于中期AD的部分神经退行性病变,如淀粉样血管变形、经典型老年斑、脑皮质大部分萎缩、大部分神经元丢失以及渐进性认知功能等障碍等,符合中期AD动物模型的要求;通过基因检测技术对中期阿尔茨海默病鼠模型海马组织中DNA甲基化变化进行检测分析,以获更多与中期AD密切相关的异常甲基化致病基因。方法:实验选取野生型及 PS1/PS2双基因敲除同系小鼠进行饲养和繁殖,将子代杂合子小鼠进行交配,提取子代小鼠鼠尾基因组DNA,采用PCR法和琼脂糖凝胶电泳鉴定其基因类型。实验分别选取性别、年龄匹配的12月龄cDKO mice与野生型小鼠各3只,提取海马组织基因组DNA;运用表观亚硫酸盐测序技术(Reduced Representation Bisulphite Sequencing,RRBS)检测基因组 DNA异常甲基化分布及其类型,利用Bismark(vO.7.4)软件与小鼠参考基因组序列进行比对获得甲基化异常基因并进行差异甲基化区域(DMR)分析,运用DAVID在线分析网站进行功能基因的GO与KEGG功能分析。结果:本实验成功饲养和繁殖了PS1/PS2双基因敲除中期阿尔茨海默病鼠模型。利用Bismark(vO.7.4)软件与小鼠参考基因组序列进行比对,进行差异甲基化区域(DMR)分析,获得127个甲基化异常基因,在不同染色体上分析获得异常甲基化位点3025个,涉及2758个基因,运用DAVID在线分析网站GO与KEGG数据库对异常甲基化基因进行在线分析,初步对它们的功能有了一定的了解。结论:正确的饲养繁殖及鉴定方法是获得cDKO mice的有效途径。本研究通过RRBS筛选出中期阿尔茨海默病鼠模型异常甲基化致病基因,并发现了与AD相关性的Nos3基因。为后续建立 AD各期的 DNA甲基化图谱及获得甲基化异常基因奠定了坚实的基础,也为人类 AD发病机制的研究提供了重要线索,对将来建立AD致病基因甲基化谱及其预防、诊断、治疗均具有重要的指导意义。