UQCRC1的高甲基化参与发育期小鼠七氟烷暴露所致的认知功能障碍
Hypermethylation of UQCRC1 is involved in cognitive impairment after neonatal sevoflurane exposure
摘要目的 探究泛醇-细胞色素C还原酶核心蛋白1(ubiquinol-cytochrome C reductase core protein 1,UQCRC1)的甲基化异常是否与发育期小鼠七氟烷暴露所致的认知功能障碍相关.方法 SPF级健康C57小鼠94只,雌雄不限,6日龄,体质量4~6 g.采用随机数字表法分为7组:对照组(Con组,n=6),七氟烷-6 h组(Sev-6 h组,n=6),七氟烷-24 h组(Sev-24 h组,n=6),对照+DMSO组(Con+DMSO组,n=19),对照+甲基化抑制剂5-氮杂脱氧胞苷(5-aza-2′-deoxycytidine,5-AZA)组(Con+5-AZA组,n=19),七氟烷+DMSO组(Sev+DMSO组,n=19),七氟烷+5-AZA组(Sev+5-AZA组,n=19).出生后第6~8天Sev-6 h组和Sev-24 h组每天进行3%七氟烷暴露(吸入氧浓度100%,流量2 L/min,2 h/d);Con组进行100%的氧气暴露(流量2 L/min,2 h/d).Con+5-AZA、Con+DMSO组每天行100%氧气暴露前30 min腹腔分别注射1 mg/kg 5-AZA或等体积DMSO;Sev+5-AZA、Sev+DMSO组每天行3%七氟烷暴露前30 min腹腔分别注射1 mg/kg 5-AZA或等体积DMSO.在最后1次七氟烷暴露后6 h和24 h时,Con、Sev-6 h、Sev-24 h组处死6只小鼠进行生化分析;在最后一次七氟烷暴露后24 h时,Con+DMSO、Con+5-AZA、Sev+DMSO、Sev+5-AZA组采用随机数字表法抽取6只小鼠处死进行生化分析,抽取3只小鼠处死进行形态学分析,于小鼠出生后第30~33天对每组剩余的10只小鼠进行行为学检测,在最后一次行为学测试后24 h处死小鼠.采用RT-qPCR、Western blot检测小鼠海马组织UQCRC1、DNA甲基转移酶(DNA methyltransferases,Dnmts)和甲基CpG结合蛋白2(methyl CpG binding protein 2,Mecp2)表达水平,采用免疫荧光染色观察UQCRC1在小鼠海马的分布及表达,采用亚硫酸氢盐转化后测序(bisulfite sequencing PCR,BSP)检测UQCRC1启动子区甲基化水平,采用旷场、新物体和Y迷宫实验于小鼠出生后第30~33天评估小鼠认知功能.结果 与Con组相比,Sev-6 h组和Sev-24 h组UQCRC1 mRNA和蛋白表达水平均显著下调(P<0.05),Dnmts mRNA表达显著上调(P<0.05);且Sev-24 h组UQCRC1启动子区甲基化水平显著增加(P<0.05).与Sev+DMSO组相比,Sev+5-AZA组UQCRC1 mRNA和蛋白表达水平显著回升(P<0.05),小鼠的认知功能障碍明显好转(P<0.05).结论 增加UQCRC1启动子区的甲基化水平而下调UQCRC1 mRNA和蛋白的表达,可能是新生小鼠发育期反复暴露于七氟烷后引起小鼠认知功能障碍的重要机制之一.
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