返回 论文摘要
放大 缩小

法洛四联症患儿心肌组织DNA甲基转移酶表达的改变及异常甲基化对心脏发育的影响和机制探究

杨倩, 桂永浩, 李强

复旦大学附属儿科医院

目的: 检测TOF患者心肌组织中DNA甲基转移酶表达的改变,分析其表达与疾病的关系,并探究其异常对心脏发育的影响及分子机制。
 
方法: 首先我们通过荧光定量PCR和免疫组化实验检测TOF患者与对照组心肌组织DNA甲基转移酶(DNA Methyltransferases,DNMTs)的表达水平;其次我们将去甲基化药物5-氮杂胞苷注射入斑马鱼胚胎,降低斑马鱼胚胎DNA甲基化水平,通过总体形态学系统(General Morphology System,GMS)评估低甲基化对斑马鱼整体发育和心脏发育的影响;再次,我们使用5-氮杂胞苷处理体外培养的心肌细胞,通过CCK-8和EdU方法检测低甲基化对心肌细胞增殖能力的影响,通过qPCR法检测低甲基化心肌细胞心脏关键基因的表达。
 
结果: (1) 在排除实验组与对照组年龄差异影响后,TOF患者右室流出道组织DNMTs的mRNA表达量与蛋白表达量相较于对照组表达降低。(2) DNMT1、DNMT3A、DNMT3B三者在心脏组织中的表达量之间存在正相关性,DNMT1与DNMT3A、DNMT1与DNMT3B、DNMT3A与DNMT3B的Spearman相关的P值都小于0.001。(3) TOF患者DNMT3A的表达量与心脏畸形严重程度具有一定相关性。DNMT3A表达量越低,患者右室流出道内径/体表面积和主肺动脉内径/主动脉根部内径越小,表明其右室流出道肥厚和肺动脉狭窄程度越严重。(4) 去甲基化药物5-氮杂胞苷处理斑马鱼胚胎后可导致:①死亡率增加;②畸形率增加,畸形包括短尾、翘尾、体节发育异常、心包积液、心包积血、环化异常、心率减慢、心脏收缩能力降低等;③发育落后,主要表现为体节发育落后、眼部及色素发育落后、运动能力低下、及心跳发育延迟等。(5) 体外培养心肌细胞去甲基化后可导致:①心肌细胞增殖能力降低;②心脏发育关键基因表达紊乱,45个待检基因中有22个基因表达下调,3个基因表达上调;③异常表达的心脏关键基因主要富集在心肌收缩、肥厚性/扩张性心肌病和MAPK信号通路中。
 
结论:  TOF患者心脏组织DNMTs表达降低,DNMTs表达降低可导致斑马鱼心脏形态和功能发育异常,影响体外培养心肌细胞的增殖能力和心脏关键基因的表达水平,这为阐述TOF的发病机制研究提供了表观遗传学新思路。