帕金森病(Parkinson's disease,PD)典型临床症状出现时,黑质致密区多巴胺神经元和纹状体多巴胺缺失已达70~80%。Ⅱ型囊泡单胺转运体(VMAT2)表达和功能下降早于PD多巴胺神经元变性,其表达缺陷小鼠可复制出PD多个关键特征,包括α-synuclein聚集和进展性多巴胺神经元变性、丢失。VMAT2表观遗传调控标记有可能成为联系年龄、环境和遗传相关的PD早期预警分子指标和早期干预靶点。本课题拟通过研究VMAT2表观遗传调控机制,鉴定出调控VMAT2表达的关键性DNA甲基化变化位点和主要的甲基化结合蛋白,确定调控VMAT2表达的关键组蛋白修饰及相关的酶。研究PD模型VMAT2表观遗传调控变化规律,评价VMAT2表观遗传调控能否作为PD早期干预的靶点。并探索人血小板VMAT2表达、功能与年龄、PD的关系,评价血小板VMAT2表达和功能改变作为PD早期预警分子标记的可能性。
Parkinson’s disease;epigenetics;vesicular monoamine transporter 2;dopamine transporter;metallothionein 2
摘要帕金森病(Parkinson's disease, PD)以黑质致密区多巴胺神经元损毁为主要特征,氧化应激学说是PD发病机制中最重要的学说之一 。本项目研究发现组蛋白去乙酰化酶抑制剂(HDACI)诱导多巴胺神经细胞金属硫蛋白(MT2)和神经单胺转运体(VMAT2和DAT)表达,诱导脑组织MT2表达;改善鱼藤酮诱导的氧化应激、线粒体膜电位下降,减少细胞凋亡,改善鱼藤酮诱导的PD动物模型的运动能力下降和多巴胺神经元损毁。MT2在多巴胺神经元表达和调控目前还未见报道。基于MT2和神经单胺转运体(VMAT2和DAT)在氧化应激中的保护作用,推测表观遗传调控MT2和神经单胺转运体有可能成为抗氧化应激和PD治疗靶点。神经单胺转运体(VMAT2和DAT)表达的组织和细胞特异性,被认为是多巴胺神经细胞特异表达的标识性蛋白。本项目首次通过实验证实表观遗传调控(DNA甲基化)在VMAT2和DAT表达的细胞特异性中的作用。在研究MT2的表观遗传调控中,发现MT2基因启动子区域以非甲基化为主(甲基化率为2.67%)。MT2启动区域的低甲基化状态,为组蛋白去乙酰化酶抑制剂上调MT2表达提供了可能性(或支持),可以推测DNA去甲基化可能在MT2基因表达上调中的作用较少,而组蛋白乙酰化可能是上调MT2表达的关键机制。这些研究结果提示,表观遗传调控MT2和神经单胺转运体有可能成为抗氧化应激和PD治疗靶点,为我们探讨组蛋白去乙酰化酶抑制剂在PD中的作用机制,提供了新的思路。