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前期研究提示cTnI表达下降与小鼠心脏舒张功能障碍有关,而cTnI及胚胎型肌钙蛋白I(ssTnI)表达过程中有表观遗传学机制尤其是组蛋白乙酰化修饰的参与。为此提出疑问:改变ssTnI和cTnI启动子区域的H3乙酰化水平是否可以成为调控ssTnI和cTnI表达的靶点,提高cTnI表达和(或)重启ssTnI能否改善舒张功能。SAHA是广谱的组蛋白去乙酰化酶抑制剂,能有效提高细胞组蛋白H3乙酰化水平。本研究试图利用HDAC介导的表观遗传修饰手段提高cTnI和(或)ssTnI水平,以期改善限制型心肌病模型的舒张功能。 第一部分组蛋白去乙酰化酶抑制剂SAHA在C57BL/6小鼠体内研究的最适干预剂量 目的: SAHA是广谱的组蛋白去乙酰化酶抑制剂,其在C57BL/6小鼠体内干预剂量未明确,需要探索SAHA在体内对组蛋白乙酰化水平干预的最适剂量。 方法: 为探索最适干预剂量,随机选取18只成年雄性C57BL/6小鼠并分为正常对照组(Normal)、DMSO1μl/g组、SAHA干预组(10μg/g、25μg/g、50μg/g、100μg/g),分别给予相应试剂进行皮下注射7天,正常对照组以等量生理盐水皮下注射。通过Western Blotting技术检测其心肌组织组蛋白H3的乙酰化水平。 结果: 50μg/g和100μg/g SAHA干预组的乙酰化水平与正常对照组、DMSO组、10μg/g SAHA组、25μg/g SAHA组升高,且有显著性差异(P<0.05),而两组间未见统计学差异(P>0.05)。 结论: 组蛋白去乙酰化酶抑制剂SAHA最适干预剂量为50μg/g。 第二部分 cTnI R193H限制型心肌病模型小鼠的繁殖 目的: cTnI R193H限制型心肌病模型小鼠主要表现为舒张功能障碍,是研究限制型心肌病舒张功能障碍的有力工具。本部分主要对模型小鼠进行繁殖,并对模型小鼠心脏舒张功能进行验证。 方法: 随机选取成年cTnI R193H雌、雄小鼠以2:1合笼,密切观察雌鼠阴栓,并在发现阴栓后分笼饲养。仔鼠出生后第十天做标记并剪取鼠尾以提取其DNA,PCR扩增后琼脂糖凝胶电泳确定其基因型,剔除正常基因型仔鼠,SPF清洁级动物房饲养至成年供下一步实验使用和品种保育。随机选取3月龄C57BL/6正常小鼠4只,为正常对照组。应用小动物高频超声对小鼠心功能进行评价。 结果: cTnI R193H组较Normal组IVRT、DT、Tei增加(P<0.05),LVIDd和LVVd、E、A、E/A无显著性差异,LVFS、LVEF、SV、CO无显著性差异。 结论: cTnI R193H小鼠表现为舒张功能受损,模型确切。 第三部分组蛋白去乙酰化酶抑制剂SAHA对限制型心肌病舒张功能的作用 目的: 肌钙蛋白I突变可导致限制型心肌病,其亚型ssTnI出生后逐渐关闭和cTnI在老龄化过程中的生理性下降均伴随着启动子关键区域乙酰化H3水平下降。利用组蛋白去乙酰化酶抑制剂SAHA是否可以调控cTnI和ssTnI表达,从而影响限制型心肌病舒张功能并未明确。本部分对cTnI R193H限制型心肌病模型小鼠进行两个月长时程SAHA干预,了解其心脏舒张功能改变情况,并对其潜在机理进行探究。 方法: 选取3月龄cTnI R193H雄性小鼠16只,随机分为SAHA干预组(6只)、DMSO组、CTRL空白对照组三组。SAHA组每天以50μg/g SAHA皮下注射,干预2月;DMSO组以同样剂量的DMSO进行注射,CTRL组则以1μl/g生理盐水进行干预。干预期满后对小鼠进行超声心动图检测评估其心脏舒张功能。应用Western Blotting检测小鼠心肌组织组蛋白H3乙酰化水平以及ssTnI与cTnI蛋白表达水平的变化, RT-PCR检测TNNI1、TNNI3、ATP2A2、HDAC1、HDAC2、HDAC3基因的mRNA水平,染色质免疫共沉淀(CHIP)技术检测cTnI启动子区域H3乙酰化水平。 结果: 1)SAHA干预组心肌组织组蛋白H3乙酰化水平和cTnI启动子关键区域H3乙酰化水平较CTRL组升高且存在显著性差异。 2)SAHA干预组相对CTRL组IVRT、DT、Tei指数增加(P<0.05),E、A降低(P<0.05),E/A无显著性差异。LVFS、LVEF、SV、CO降低(P<0.05)。 3)SAHA干预组和CTRL组、DMSO组cTnI蛋白表达无显著性差异,ssTnI未检测到,ssTnI编码基因TNNI1、cTnI编码基因TNNI3、SERCA2A编码基因ATP2A2、HDAC1、HDAC2、HDAC3基因表达无显著性差异。 结论: 1)SAHA干预可以上调cTnI R193H小鼠心肌组织组蛋白H3乙酰化水平和cTnI启动子关键区域H3乙酰化水平。 2)SAHA对cTnI R193H小鼠舒张功能可能没有改善作用,甚至会损害其舒张功能和收缩功能。 3)SAHA可能对cTnI和ssTnI的蛋白表达和TNNI1、TNNI3、ATP2A2、HDAC1、HDAC2、HDAC3的mRNA水平没有影响。