前列腺癌细胞组蛋白H3甲基化的差异

 目的：整体分析雄激素依赖性和非依赖性前列腺癌细胞组蛋白H3甲基化差异,探讨前列腺癌从激素依赖性发展为非激素依赖性的表观遗传机制。方法：应用重甲基细胞培养条件下氨基酸稳定同位素标记(SILAC)技术结合生物质谱分析雄激素依赖性前列腺癌细胞LNCaP和非依赖性前列腺癌细胞DU145组蛋白H3的甲基化修饰谱,寻找差异的修饰位点和模式;通过Western blotting验证所发现的差异修饰;采用real-time PCR检测2株细胞相关甲基化酶和去甲基化酶的表达差异。结果：质谱鉴定发现2株前列腺癌细胞的组蛋白H3存在5个甲基化位点,甲基化模式分别为H3K14me2、H3R17me1、H3K36me1、H3K36me2、H3K36me3、H3R72me2、H3K79me1和H3K79me2。其中,包含甲基化位点H3K36的肽段有2种,分别为“KSAPATGGVKKPHR”和“KSAPSTGGVKKPHR”,前者鉴定到的频数高于后者,两者的区别在于第31位的氨基酸分别为A与S,前者归属于组蛋白H3变异体H31T、H31和H32,主要出现在DU145细胞中,后者归属于组蛋白H3变异体H33,在LNCaP细胞中出现次数稍多;提示2株细胞可能表达不同的组蛋白H3变异体,从而导致甲基化模式的差异。Western blotting检测发现H3K36的一甲基化和二甲基化在2株细胞间没有差异,而其在DU145细胞中的三甲基化程度显著高于LNCaP细胞。Real-time PCR检测显示DU145细胞的H3K36去甲基化酶mRNA表达比LNCaP细胞有所降低。结论：组蛋白H3变异体和H3K36去甲基化酶的差异表达可能导致非激素依赖性前列腺癌细胞H3K36三甲基化增加,成为前列腺癌从激素依赖性发展为非激素依赖性的一种表观遗传转变。     

组蛋白甲基化酶EZH2对人肥大心肌细胞AC16增殖和凋亡的影响

目的:探究组蛋白甲基化酶zeste基因增强子同源物2(EZH2)对人肥大心肌细胞AC16增殖和凋亡的影响。方法:通过在AC16细胞培养基中添加血管紧张素Ⅱ构建AC16肥大心肌细胞模型,细胞分为空白对照组、血管紧张素Ⅱ组、空载+血管紧张素Ⅱ组和EZH2过表达+血管紧张素Ⅱ组,并通过荧光定量PCR法检测EZH2和脑钠肽(BNP)基因的表达水平,Western Blot法检测EZH2、组蛋白H3第27位赖氨酸的三甲基化(H3K27me3)和BNP蛋白的表达水平,MTS法检测AC16肥大心肌细胞增殖,以及流式细胞仪检测细胞凋亡。结果:与空白对照组相比,血管紧张素Ⅱ组EZH2和H3K27me3表达水平降低,BNP的表达水平升高,细胞增殖降低,凋亡水平升高(均P<0.001);与空载+血管紧张素Ⅱ组相比,EZH2过表达+血管紧张素Ⅱ组EZH2和H3K27me3表达水平升高,BNP的表达水平降低,细胞增殖水平升高,凋亡水平降低(均P<0.001);血管紧张素Ⅱ组和空载+血管紧张素Ⅱ组相比上述指标差异均无统计学意义(均P>0.05)。结论:组蛋白甲基化酶EZH2对AC16细胞的增殖和凋亡具有影响,为心肌肥厚的治疗以及揭示心肌肥厚的发病机制提供参考。     

孕期饮酒介导的组蛋白低甲基化对子代心脏发育基因过表达的影响

目的:探讨组蛋白甲基化修饰失衡在孕期酒精暴露致子代心脏发育相关基因表达异常中的作用及其机制。方法:选取健康昆明小鼠,于孕期0.5 d开始给予56%乙醇(5 mL/kg)灌胃,同时给予G9a-组蛋白甲基转移酶(histone methyltransferase, HMT)抑制剂BRD4770(1 mg/kg)灌胃,于胚胎14.5 d、胚胎16.5 d和新生0.5 d收集子代小鼠心脏。RT-qPCR检测心脏发育相关基因Gata4、Cx43和β-MHC的mRNA表达水平,比色法检测HMT活性,Western blot检测小鼠心肌组织组蛋白H3K9me3、G9a-HMT、Cx43及β-MHC的表达水平。结果:比色法结果表明,孕期酒精暴露的子代小鼠心肌组织中HMT活性与生理盐水对照组相比显著降低(P0.05);Western blot结果表明酒精组小鼠心肌组织中G9a-HMT及组蛋白H3K9me3表达水平与生理盐水对照组相比显著降低(P0.05);RT-qPCR结果显示Gata4、Cx43和β-MHC的mRNA表达水平在酒精组显著升高(P0.05),且Western blot结果也表明酒精组Cx43和β-MHC蛋白水平显著高于生理盐水对照组(P0.05)。同时,G9a-HMT特异性抑制剂BRD4770能够进一步降低小鼠心肌组织中组蛋白H3K9me3甲基化水平(P0.05),且Gata4 mRNA表达水平及Cx43和β-MHC的转录和翻译水平在抑制剂干预组较酒精组显著升高(P0.05)。结论:G9a-HMT介导的组蛋白甲基化修饰失衡可能参与了孕期酒精暴露所致的子代心脏发育相关基因表达异常。     

抑制LSD1对hiPSCs向定型内胚层分化的调控作用

目的:探讨抑制组蛋白赖氨酸特异性去甲基化酶1(LSD1)对人诱导性多能干细胞(hiPSCs)向定型内胚层(DE)分化的调控作用。方法:利用LSD1抑制剂或shRNA抑制LSD1表达,观察hiPSCs形态变化并检测LSD1活性水平,CCK-8方法检测细胞增殖活性,qPCR检测hiPSCs多能性基因及各胚层标志基因的表达,IP-WB方法检测LSD1调控靶基因的复合体模式,Ch IP-qPCR方法检测DE标志基因启动子区域组蛋白H3第4位赖氨酸二甲基化和三甲基化(H3K4me2/me3)及第9位赖氨酸乙酰化(H3K9ac)水平。结果:(1)抑制LSD1可显著下调hiPSCs多能性基因OCT4、Y染色体性别决定区域盒2(SOX2)及Nanog同源盒(NANOG)的表达水平(P 0. 05);显著上调外胚层标志基因β3-微管蛋白(TUBB3),DE标志基因Y染色体性别决定区域盒17(SOX17)和叉头盒A2(FOXA2),以及中胚层标志基因骨形态发生蛋白2(BMP2)的表达水平(P 0. 05);(2)当LSD1活性为正常水平的53. 4%时利于DE分化;(3) LSD1在hiPSCs核内与组蛋白去乙酰化酶1(HDAC1)及阻遏物元件1沉默转录因子辅阻遏物(CoREST)以复合体的形式调控靶基因;(4)抑制LSD1后,SOX17和FOXA2基因启动子区域LSD1与HDAC1结合水平均显著下降,同时H3K4me2/me3和H3K9ac富集水平显著提高(P 0. 01)。结论:LSD1通过调控DE分化关键基因启动子区域H3K4me和H3K9ac水平来影响hiPSCs向DE的分化能力。     

组蛋白H3K9甲基修饰酶在2周、4周和6周龄小鼠肝脏中的表达

目的 探讨不同周龄小鼠肝脏组蛋白H3K9甲基转移酶(KMT)和去甲基化酶(KDM)的表达.方法 取2周、4周和6周龄BALB/c雄性小鼠肝脏组织,分别提取总mRNA和蛋白质,应用实时定量反转录-聚合酶链式反应(RT-qPCR)确定几种H3K9甲基转移酶和去甲基化酶的表达差异,使用Western blotting 检测两...     

REM期睡眠剥夺对大鼠不同脑区组蛋白H3K9和H3K4甲基化水平的影响

目的:研究REM期睡眠剥夺对成年大鼠不同脑区包括海马、腹内侧前额叶皮质、下丘脑和中缝核群的组蛋白H3K9和H3K4三甲基化水平的影响。方法:将成年SD大鼠随机分为正常对照组(con)、睡眠剥夺1 d组(SD1 d)、睡眠剥夺3 d组(SD3 d)、睡眠剥夺6 d组(SD6 d)。采用改良式多平台水环境法建立REM期睡眠剥夺模型,分别于睡眠剥夺后1、3、6 d断头取脑,用免疫荧光染色与Western Blot检测大鼠海马、腹内侧前额叶皮质、下丘脑和中缝核群H3K9和H3K4三甲基化水平的变化,最终结果进行统计学分析。结果:Western Blot结果显示:(1)海马、腹内侧前额叶皮质三个SD组H3K9三甲基化水平均低于control组(P0.05),H3K4三甲基化水平均高于control组(P0.05);(2)下丘脑三个SD组H3K9三甲基化水平均低于control组(P0.01),但SD1 d组H3K4三甲基化水平高于control组(P0.05),SD3 d、SD6 d组H3K4三甲基化水平低于control组(P0.05);(3)中缝核群三个SD组H3K9和H3K4三甲基化水平均高于control组(P0.05)。对海马与下丘脑免疫荧光验证H3K9三甲基化结果与Western Blot结果趋势一致,且说明细胞无减少。结论:睡眠剥夺可能与海马、腹内侧前额叶皮质、下丘脑和中缝核群的组蛋白H3K9和H3K4三甲基化水平密切相关。     

组蛋白赖氨酸去甲基化与基因调控

随着组蛋白赖氨酸去甲基化酶的发现,证实组蛋白赖氨酸甲基化是一个可以逆转的组蛋白表遗传修饰。赖氨酸特异性组蛋白去甲基化酶1(lysinespecificdemethylase1,LSD1)是一个FAD依赖性胺氧化酶,它能够特异性脱去单甲基化和二甲基化H3K4和H3K9位点上的甲基基团。JmjC蛋白JHDM1、JHDM2、JMJD23个亚家族都具有组蛋白赖氨酸去甲基化酶活性。目前证实组蛋白甲基化与去甲基化失平衡与肿瘤发生相关。组蛋白赖氨酸去甲基化酶有可能成为一个新的抗肿瘤治疗靶标。     

肝纤维化大鼠肝脏中组蛋白修饰水平的变化

目的:观察肝纤维化大鼠肝脏中组蛋白修饰的变化,并探讨其在肝纤维化发生发展过程中可能的作用。方法:雄性Wistar大鼠20只,随机分为正常对照组和肝纤维化组,其中肝纤维化组采用CCl_4皮下注射以制备大鼠肝纤维化模型,正常组注射等量植物油溶液。实验第8周末,股动脉放血处死大鼠,取2组血清,采用生化和放射免疫法测定血清肝功能指标丙氨酸氨基转移酶(ALT)和天门冬氨酸氨基转移酶(AST),以及肝纤维化标志物血清透明质酸(HA)、层粘连蛋白(LN)、Ⅳ型胶原(Col Ⅳ)和Ⅲ型前胶原(PCⅢ)的水平;取2组大鼠肝脏,测定肝脏指数;取肝组织常规固定,HE染色和Masson染色观察组织病理改变及胶原纤维沉积情况;Western blot检测2组大鼠肝脏组织中α-平滑肌肌动蛋白(α-SMA)和I型胶原(ColⅠ)表达情况,以及acH4K12、acH3K9、H3K4me2和H3K9me2修饰水平的变化。结果:与对照组相比,模型组大鼠肝脏指数及ALT、AST、HA、LN、ColⅣ和PCⅢ水平明显增高(P0.05);Western blot检测发现,与对照组比较,肝纤维化组大鼠肝组织的acH4K12修饰水平减少(P0.05),acH3K9和H3K9me2修饰水平及α-SMA和ColⅠ表达明显增加(P0.05),H3K4me2修饰水平的差异无统计学显著性。结论:肝纤维化大鼠肝脏中acH4K12、acH3K9和H3K9me2修饰水平改变可能与某些细胞外基质代谢相关基因转录调控有关,从而参与了大鼠肝纤维化发生。     

IOX1对TGF-β诱导的LX2细胞增殖、凋亡及细胞外基质相关蛋白表达的影响

目的:探讨组蛋白去甲基化酶抑制剂IOX1(5-羧基-8-羟基喹啉)提高组蛋白H3第9位赖氨酸二甲基化(H3K9me2)水平对转化生长因子β(TGF-β)诱导的人肝星状细胞株LX2增殖、凋亡及细胞外基质合成和代谢的影响。方法:采用实时无标记细胞分析技术动态观察不同浓度IOX1对TGF-β诱导的LX2细胞增殖的影响。采用流式细胞术观察IOX1对TGF-β诱导的LX2细胞凋亡的影响。Western blot检测细胞中H3K9me2水平,以及α-平滑肌肌动蛋白(α-SMA)、Ⅰ型胶原(Col I)、基质金属蛋白酶1(MMP-1)和金属蛋白酶组织抑制物1(TIMP-1)蛋白的表达。结果:与对照组相比,不同浓度的IOX1均能抑制LX2细胞增殖。流式细胞术结果表明,IOX1能够促进LX2细胞凋亡(P<0.05)。Western blot结果发现,IOX1能提高LX2中H3K9me2水平,且呈剂量依赖性(P<0.05);与对照组相比,300μmol/L IOX1能够明显抑制TGF-β诱导的LX2细胞中α-SMA、TIMP-1和Col I蛋白的表达(P<0.05),MMP-1蛋白的表达在不同浓度IOX1组中表现为上升趋势(P<0.05)。结论:IOX1可抑制TGF-β诱导的LX2细胞增殖并促进细胞凋亡,还可通过提高H3K9me2水平调节细胞外基质的合成和代谢,从而发挥抗肝纤维化作用。     

ERK信号通路介导的EP300过表达在苯肾上腺素诱导小鼠心肌细胞肥大中的作用

目的:探讨细胞外信号调节激酶(ERK)信号通路介导的E1A结合蛋白p300(EP300)过表达在苯肾上腺素(PE)诱导的小鼠心肌细胞肥大中的作用。方法:原代培养新生小鼠心肌细胞,按照随机数字表法分为:正常组、生理盐水(NS)组、PE组、溶剂对照组、漆树酸(AA)组、ERK抑制剂组和AA+ERK抑制剂组。收集干预48 h的小鼠心肌细胞,采用Western blot检测ERK、第9位赖氨酸乙酰化的组蛋白H3(H3K9ac)和β-肌球蛋白重链(β-MHC)的蛋白表达水平;RT-qPCR检测心肌细胞肥大标志物β-MHC的mRNA表达水平;免疫共沉淀验证EP300与H3K9ac之间的调控关系;免疫荧光染色及Western blot检测心肌细胞中EP300的表达水平。结果:Western blot结果表明小鼠心肌细胞中H3K9ac水平在PE组显著高于生理盐水对照组(P0.05);Western blot及免疫荧光结果表明PE组EP300表达水平显著高于生理盐水对照组(P0.05);免疫共沉淀结果表明EP300与H3K9ac之间能够相互结合;PE组p-ERK蛋白水平及β-MHC的mRNA和蛋白水平均显著高于NS组(P0.05);而ERK抑制剂组及AA组EP300、H3K9ac、β-MHC及p-ERK水平均显著低于PE组(P0.05)。结论:EP300介导的H3K9ac高乙酰化参与了PE诱导的小鼠心肌细胞肥大,而ERK信号通路可能是AA减轻PE诱导的心肌肥厚的信号通路之一。     

Methylation patterns of Lys9 and Lys27 on histone H3 correlate with patient outcome and tumor progression in lung cancer

BackgroundsHistone methylation is recognized as an important component of the epigenetic mechanisms of cancer initiation and progression. Previous studies have demonstrated that aberrant alterations in histone methylation are associated with lung cancer. However, novel and specific epigenetic biomarkers for monitoring lung adenocarcinoma remain unknown.MethodsA retrospective clinicopathological analysis was performed on 71 lung adenocarcinoma (LUAD) patients who received complete ablative surgical treatment. Tissue arrays were made from the paraffin-embedded LUAD tumor tissues, and these, together with corresponding normal tissues, were examined through immunohistochemistry for several markers: histone 3 lysine 9 di-methylation (H3K9me2), histone 3 lysine 9 tri-methylation (H3K9me3), and histone 3 lysine 27 tri-methylation (H3K27me3). The expression level of each marker was analyzed according to the histological classification and clinical prognosis data.ResultsCompared with peri-cancerous tissues, cancerous tissues distinctly expressed higher proportions of H3K9me2, H3K9me3, and H3K27me3. A higher expression pattern of H3K27me3 was associated with the poorly differentiation and unfavorable prognosis in LUAD. Based on histological types, it was found that the H3K27me3 level of patients with micropapillary type is high, and it is related to worse prognosis.ConclusionsThe findings of this study show that the H3K27me3 and micropapillary type are malignant clinical factors of LUAD. H3K27me3 reduction is a novel epigenetic biomarker for defining high-risk LUAD and predicting worse prognosis. Immunohistochemical evaluation of H3K27me3 expression is an economic, easily available, and readily adaptable method.     

SIRT1 as a potential biomarker of response to treatment with glatiramer acetate in multiple sclerosis

SIRT1, a NAD dependent histone and protein deacetylase, is a member of the histone deacetylase class III family. We previously showed that SIRT1 mRNA expression is significantly lower in peripheral blood mononuclear cells (PBMCs) of multiple sclerosis (MS) patients during relapses than in stable patients. We have now investigated SIRT1 as a possible biomarker to predict relapse as well as responsiveness to glatiramer acetate (GA) treatment in relapsing-remitting MS (RRMS) patients. Over the course of 2 years, a cohort of 15 GA-treated RRMS patients were clinically monitored using the Expanded Disability Status Scale and assessed for MS relapses. Blood samples collected from MS patients were analyzed for levels of SIRT1 and histone H3 lysine 9 (H3K9) acetylation and dimethylation. During relapses, MS patients had a lower expression of SIRT1 mRNA than did stable MS patients. In addition, there was a significant decrease in H3K9 dimethylation (H3K9me2) during relapses in MS patients when compared to stable patients (p = 0.01). Responders to GA treatment had significantly higher SIRT1 mRNA (p = 0.01) and H3K9me2 levels than did non-responders (p = 0.018). Receiver operating characteristic analysis was used to assess the predictive power of SIRT1 and H3K9me2 as putative biomarkers: for SIRT1 mRNA, the predictive value for responsiveness to GA treatment was 70% (p = 0.04) and for H3K9me2 was 71% (p = 0.03). Our data suggest that SIRT1 and H3K9me2 could serve as potential biomarkers for evaluating patients' responsiveness to GA therapy in order to help guide treatment decisions in MS.     

H3K9 methyltransferase G9a and the related molecule GLP

The discovery of Suv39h1, the first SET domain-containing histone lysine methyltransferase (HKMT), was reported in 2000. Since then, research on histone methylation has progressed rapidly. Among the identified HKMTs in mammals, G9a and GLP are the primary enzymes for mono- and dimethylation at Lys 9 of histone H3 (H3K9me1 and H3K9me2), and exist predominantly as a G9a-GLP heteromeric complex that appears to be a functional H3K9 methyltransferase in vivo. Recently, many important studies have reported that G9a and GLP play critical roles in various biological processes. The physiological relevance of G9a/GLP-mediated epigenetic gene regulation is discussed.     

大鼠原代肝星状细胞活化后组蛋白修饰水平的观察

目的:观察体外培养大鼠肝星状细胞(HSCs)活化过程中组蛋白修饰的改变以及与HSCs活化指标α-平滑肌肌动蛋白(α-SMA)的关系,探讨组蛋白修饰在HSCs活化过程中可能的作用。方法:体外分离、鉴定、培养大鼠HSCs,光镜观察HSCs活化过程中的形态变化,细胞免疫荧光染色和Western blotting检测desmin和α-SMA的表达,比较静止型HSCs和激活型HSCs中H4K12乙酰化、H3K9乙酰化、H3K4二甲基化和H3K9二甲基化的变化。结果:(1)细胞形态学观察结果表明HSCs在培养过程中形态由静息状态向高度分化的肌成纤维细胞转化。细胞免疫荧光染色及Western blotting检测结果显示,分离培养24 h的HSCs有desmin表达,但几乎不表达α-SMA;随着培养时间延长,HSCs内α-SMA和desmin表达逐步增加,至15 d时达到最大。(2)根据HSCs细胞形态变化及HSCs活化标志蛋白检测结果,确定培养24 h的HSCs为静止型HSCs,培养15 d的HSCs为激活型HSCs,分别检测其组蛋白修饰变化。结果显示,与静止型HSCs比较,激活型HSCs中H4K12乙酰化、H3K9乙酰化和H3K9二甲基化修饰水平明显降低(P0.01),而H3K4二甲基化修饰水平明显增加(P0.01),且H3K4二甲基化修饰水平变化与α-SMA表达变化一致。结论:在体外培养HSCs活化过程中,组蛋白修饰发生明显异常,提示组蛋白修饰改变有可能参与了HSCs活化以及肝纤维化的发生。     

负压创伤治疗技术在糖尿病足难愈性溃疡中的应用研究

目的探讨负压创伤治疗技术(NPWT)在糖尿病足难愈性溃疡治疗中的适应证、持续负压运行的可行性、安全性、有效性及不良反应。方法糖尿病足难愈性溃疡患者139例,分2组。负压创伤治疗组104例,其中男性61例,女性43例;年龄33～87岁,平均年龄64.3岁。常规治疗组35例,其中男性21例,女性14例;年龄32～94岁,平均年龄63.6岁。溃疡形成时间最短2周,最长2.5年,糖尿病病程1个月～40年。负压创伤治疗组采用智能负压治疗技术治疗糖尿病足难愈性溃疡,治疗时间最长120 d,最短15 d。常规治疗组采用传统清创、换药方法,治疗时间最长97 d,最短14 d。2组均辅以控制血糖及血压、抗凝、抗感染及对症支持治疗。两组分别于出院后1个月和3个月进行随访。结果负压治疗组溃疡愈合31例,显效55例,有效13例,无效5例。常规治疗组溃疡愈合17例,显效10例,有效2例,无效6例。两组治疗总有效率比较,差异有统计学意义(P<0.05)。出院后随访1个月溃疡无复发,3个月负压治疗组68例随访中4例下肢出现新溃疡。常规治疗组10例随访中1例下肢出现新溃疡。治疗安全性:负压泵运行过程中噪声小,连续运行最长120 d(更换辅料时停机)无故障,无出现并发症。结论智能负压治疗技术在糖尿病足部皮肤难愈性溃疡治疗中显示良好的安全性和有效性,有较好的应用前景。