叶酸缺乏抑制Brachyury表达的表观调控机制及其对拟胚体分化的影响
叶酸缺乏抑制Brachyury表达的表观调控机制及其对拟胚体分化的影响
复制标题
DOI：
10.16016/j.2097-0927.202201119
复制
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
王理
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
常韶燕;郭九叶;陈燕;王理
目的探讨叶酸缺乏抑制发育关键基因Brachyury表达的表观调控机制及对拟胚体(embryoid bodies,EBs)分化的影响。方法建立叶酸缺乏的小鼠胚胎干细胞(embryonic stem cell, ESCs)分化为EBs的细胞模型。根据叶酸浓度分为3组:正常组,叶酸缺乏组和叶酸补充组。采用massARRAY和RT-PCR分别检测EBs中Brachyury基因的甲基化和表达水平,明确叶酸缺乏对Brachyury基因表达的影响; RT-PCR和ChIP-qPCR分别检测DNA甲基化酶的表达和组蛋白甲基化修饰,探讨叶酸缺乏对Brachyury基因的表观调控机制;检测多潜能markers和三胚层markers的表达,探讨发育关键基因Brachyury表达异常对EBs分化的影响。结果①在叶酸缺乏的ESCs分化为EBs模型中Brachyury表达显著降低,叶酸缺乏组的相对表达量为正常组的(0.19±0.08)倍,叶酸补充后上升至正常组的(0.62±0.14)倍。EBs中Brachyury基因启动子区甲基化水平从正常组的(30.75±0.50) %升高至叶酸缺乏组的(37.93 ± 1.24) %,补充叶酸后则降低至(31.88 ± 2.67) %。②DNA从头甲基化酶DNMT3b表达升高,叶酸缺乏组其相对表达量为正常组的(1.59 ± 0.31)倍。叶酸缺乏的EBs中H3K27me3修饰增加,正常组、叶酸缺乏组、叶酸补充组的相对富集程度分别为(0.22±0.03) 、(0.32± 0.02) 、(0.24±0.01) 。③在叶酸缺乏ESCs分化为EBs后,细胞形态发生改变: EBs小球体积变小,形态不规则;叶酸补充后EBs小球体积接近正常,呈规则的球体结构。④ESCs多潜能性markers包括Nanog和Sox2表达显著上调,其相对表达量在叶酸缺乏组的EBs中分别为正常组的(3.18±0.95)和(4.23± 1.59)倍;叶酸缺乏的EBs中外胚层marker Fgf5和中胚层marker Gsc表达量显著下调,分别为正常组的(0.42±0.04)倍和(0.61±0.20)倍。结论叶酸缺乏通过DNA甲基化和组蛋白H3K27甲基化的双重表观调控作用,引起Brachyury基因的表达显著下调,最终导致拟胚体EBs的分化受阻。