脊髓损伤(sci)模型中组蛋白乙酰化水平的变化及组蛋白脱乙酰基酶抑制剂丙戊酸钠(vpa)干预的疗效研究

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1、复旦大学博士学位论文脊髓损伤(SCI)模型中组蛋白乙酰化水平的变化及组蛋白脱乙酰基酶抑制剂丙戊酸钠（VPA)干预的疗效研究姓名：吕磊申请学位级别：博士专业：神经病学指导教师：董强2012-03复旦大学博士学位论文中文摘要脊髓损伤(SCI)模型中组蛋白乙酰化水平的变化及组蛋白脱乙酰基酶抑制剂丙戊酸钠(VPA)干预的疗效研究中文摘要组蛋白乙酰化水平降低和伴随的转录异常是多种中枢神经系统(centralnervoussystem，CNS)疾病的普遍现象【l’3】。组蛋白的乙酰化修饰通过改变染色质的结构，进而影响转录因子的结合而调控基因转录。HDAC抑制剂(His

2、tonedeacetylaseinhibitors，HDACi)包括丙戊酸钠(valproicacid，VPA)等，提高组蛋白乙酰化、重塑组蛋白乙酰化平衡，从而促进基因转录，促进神经生长因子和抗凋亡相关基因的表达，起到抑制凋亡和改善神经功能缺损的作用[4-8]。脊髓损伤与其他CNS疾病有诸多类似的损伤机制【9，10】，而且SCI模型鼠存在基因表达异常【11’12】。但是，目前并不清楚SCI动物模型组蛋白乙酰化的水平是否降低，以及HDACi(如VPA)的干预作用。促进轴突再生的药物有干预脊髓损伤的巨大潜力。治疗脊髓损伤的关键策略是促进轴突的再生，而受损髓鞘释

3、放的髓鞘源性抑制蛋白(Nogo．A等)抑制轴突再生。因此，应用髓鞘源性抑制蛋白Nogo．A来抑制轴突生长可以构建脊髓损伤的细胞模型。VPA不但促进多种神经细胞的轴突生长[13-16J；而且促进CNS动物模型的神经再生，例如视神经损伤‘171，坐骨神经切断模型【181和腓骨肌萎缩症【19】。更为深入的研究表明，对于感觉神经元，VPA增加生长锥的体积和抑制生长锥的凋落【201。此外，近来研究还提示抑制HDAC可以促进神经元轴突的再生【21，221。但是，目前尚无研究观察VPA对受髓鞘抑制物(如Nogo．A)损伤的脊髓神经元的轴突再生是否有影响。为了研究上述问题

4、，我们设计了该课题，包括在体动物和离体细胞实验两部分。我们探索性的研究了：大鼠SCI模型中组蛋白乙酰化水平的变化及HDAC抑制剂VPA的干预作用；VPA对受髓鞘蛋白Nogo．A抑制的脊髓神经元轴突再生的影响。我们的工作具体包括：一构建大鼠脊髓损伤模型，分析组蛋白乙酰化水平的变化和HDAC抑制剂VPA的保护作用。脊髓损伤导致了组蛋白乙酰化修饰异常、表现为乙酰化水平降．H3和迟注射的作用趟罨篙罨M在鳓以问降，p飞瓣一怖黧弋复旦大学博士学位论文中文摘要机制可能与促进组蛋白乙酰化(Ac．H3和Ac．H4)，上调神经营养因子(GDNF和BDNF)和抗凋亡蛋白(Bcl

5、-2和Hsp一70)的表达相关。二原代培养脊髓神经元，观察组蛋白脱乙酰基酶抑制剂VPA对受到Nogo—A抑制的脊髓神经元轴突再生的影响。Nogo—A多肽(25nM包被铺板)明显抑制脊髓神经元的轴突生长。VPA呈剂量依赖性对抗Nogo-A的抑制作用，促进脊髓神经元的轴突再生。VPA的作用机制可能与促进组蛋白乙酰化(Ac．H3)和上调神经营养因子(BDNF)的表达有关。综上所述，本研究首次发现脊髓损伤引起组蛋白乙酰化的水平降低，组蛋白脱乙酰基酶抑制剂VPA对脊髓损伤的动物和细胞模型均有很好的干预作用【23I241。本研究提示：表观遗传的调节剂如VPA有可能成为

6、治疗SCI的新药物；HDACi治疗SCI病人的临床疗效值得研究和观察。关键词：脊髓损伤；组蛋白乙酰化：组蛋白脱乙酰基酶抑制剂；脊髓神经元；髓鞘抑制物；丙戊酸钠；轴突再生中图分类号：R32Toinvestigatethelevelofacetylated(SCI)andthetherapeuticeffectsofvalproicacid(VPA)AbstracthistonesinspinalcordinjuryhistonedeacetylasesinhibitorHistonedeacetylases(HDAC)playakeyroleinthehom

7、eostasisofhistoneacetylationandregulatingfundamentalcellularactivitiessuchastranscription【4，引．Awiderangeofneurologicaldisordershavebeenlinkedtoimbalancesinproteinacetylationlevelsand2Lssociatedtranscriptionaldysfunction【4，6，251．BecauseHDACinhibitors(HDACi)increasehistoneacetylatio

8、n，adjustgenetranscriptionandupreg