组蛋白去甲基化酶3调控SESN2介导的线粒体自噬在脓毒症心肌损伤中的机制研究

目的探讨组蛋白去甲基化酶3(JMJD3)调控SESTRIN 2蛋白重组蛋白(SESN2)介导的线粒体自噬在脓毒症心肌损伤(SIMI)中的作用,并分析其机制。方法20只SD大鼠按随机数字表法分为对照组和SIMI组,每组10只。SIMI组大鼠腹腔注射脂多糖(LPS)10 mg/kg(2 mL/kg)构建脓毒症大鼠模型,对照组大鼠按2 mL/kg注射0.9%氯化钠注射液。采用HE染色检测大鼠心脏组织病理学变化,ELISA法测定大鼠血清心肌肌钙蛋白T(cTnT)、TNF-α和IL-6水平,Western blot法测定大鼠心脏组织中JMJD3和SESN2蛋白表达水平。使用LPS(10μg/mL)处理H9C2细胞48 h,构建脓毒症细胞模型,随机分为对照组、LPS组、LPS+JMJD3表达的小干扰RNA(si-JMJD3)组、LPS+si-JMJD3+SESN2表达的小干扰RNA(si-SESN2)组、LPS+SESN2过表达(oe-SESN2)组和LPS+oe-SESN2+JMJD3过表达(oe-JMJD3)组。细胞计数试剂盒-8(CCK-8)法测定细胞活性,原位末端转移酶标记技术(TUNEL)染色法测定细胞凋亡水平,ELISA法测定细胞培养上清液中TNF-α和IL-6水平,Western blot法测定凋亡相关蛋白[B淋巴细胞瘤-2(Bcl-2)、Bcl-2关联X基因(Bax)]、自噬相关蛋白[微管相关蛋白轻链3(LC3)、重组人自噬效应蛋白(Beclin1)、选择性自噬接头蛋白(p62)]及JMJD3和SESN2蛋白表达水平。结果与对照组比较,SIMI组大鼠心脏组织心肌纤维束排列松散,部分心肌纤维断裂溶解,伴有间质水肿和炎症细胞浸润。与对照组比较,SIMI组大鼠血清中cTnT、TNF-α和IL-6水平均升高,心脏组织中JMJD3蛋白表达水平升高,而SESN2蛋白表达水平降低(均P<0.01)。与对照组比较,LPS组细胞培养上清液TNF-α和IL-6水平升高,JMJD3蛋白表达水平升高,SESN2蛋白表达水平降低,同时,细胞活性减弱,凋亡水平增强(均P<0.05)。JMJD3敲低后SESN2蛋白表达水平升高,细胞活性增强,凋亡水平减弱,同时自噬水平增强(均P<0.05),而进一步敲低SESN2后,以上趋势发生逆转。相反,SESN2过表达后,细胞自噬水平增强,细胞活性增强,凋亡水平减弱(均P<0.05);而进一步过表达JMJD3后,SESN2蛋白表达水平降低,同时oe-SESN2对LPS-H9C2的作用能被oe-JMJD3逆转。结论JMJD3通过调控SESN2介导线粒体自噬,促进心肌细胞损伤和凋亡,从而促进SIMI的发展。

组蛋白去甲基化酶LSD1去除亲代组蛋白H3K4me2促进复制偶联的核小体装配

目的探索真核细胞内影响与调控复制偶联的核小体组装及解聚的表观遗传学机制。方法人骨肉瘤细胞系(U2OS)转染对照和组蛋白H3K4去甲基化酶(lysine-specific demethylase 1,LSD1)siRNA,双胸苷阻滞或胸苷-诺考达唑联合阻滞同步化细胞,释放后在不同时间点进行流式细胞术分析,检测LSD1敲低对细胞周期的影响;免疫印迹试验检测LSD1 siRNA敲低效率;U2OS细胞同步化后进行免疫荧光共聚焦显微镜观察,检测LSD1、组蛋白H3K4二甲基化、一甲基化(H3K4me2/1)在细胞周期中的表达水平;U2OS细胞转染对照、LSD1 siRNA后进行微球菌核酸酶(micrococcal nuclease,MNase)消化后检测核小体装配效率;免疫共沉淀实验检测与LSD1存在相互作用的体内蛋白。结果组蛋白H3K4去甲基化酶LSD1能促进复制偶联的核小体装配。结论复制前期LSD1催化亲代组蛋白H3K4me2去甲基化,导致H3K4me2被清除至一定水平,有助于复制偶联的核小体装配。本研究不仅揭示了LSD1之前未被阐明的生物学功能,同时拓宽了对表观遗传生物学功能的认知。

组蛋白去甲基化酶Jmjd3对大鼠不同胚源BMSCs的衰老调控作用

目的:针对不同胚源的大鼠骨髓间充质干细胞(BMSCs)表现出的衰老差异,探讨组蛋白去甲基化酶Jmjd3对衰老的调控作用。方法:取大鼠下颌骨(M)和胫骨(T)后提取BMSCs原代培养并进行传代,通过β-半乳糖苷酶(SA-β-gal)衰老染色检测细胞衰老特征,茜素红染色检测细胞成骨特征。通过实时定量RT-PCR、Western blot检测Jmjd3及衰老因子在两种BMSCs中的表达。构建sh Jmjd3病毒敲减Jmjd3,转染T-BMSCs检测衰老指标。在大鼠颌骨区域建立骨缺损模型,移植sh Jmjd3修饰的T-BMSCs,通过Micro-CT、Masson染色检测Jmjd3被抑制的T-BMSCs对骨缺损区的修复作用。结果:经SA-β-gal衰老染色,T-BMSCs中衰老细胞数量明显多于M-BMSCs。Jmjd3及衰老因子在M-BMSCs低表达,在T-BMSCs高表达。转染sh Jmjd3病毒导致T-BMSCs中Jmjd3及衰老因子低表达。移植敲减Jmjd3的T-BMSCs,Micro-CT显示其骨平均密度,骨体积分数明显升高,Masson染色显示其骨小梁结构增多。结论:不同胚源大鼠BMSCs的衰老特征具有差异性,将T-BMSCs中Jmjd3抑制以后,可以增强细胞的抗衰老能力,有利于体内的骨修复的治疗。

组蛋白去甲基化酶KDM3A在乳腺浸润性导管癌中的表达及临床意义

目的探讨组蛋白去甲基化酶KDM3A在浸润性乳腺癌中的表达与相关临床意义及对患者预后的影响。方法应用免疫组织化学的方法,分析浸润性乳腺癌中KDM3A与临床病理参数、雌激素受体、孕激素受体、原癌基因人类表皮生长因子受体2的相关性以及分析KDM3A对浸润性乳腺癌患者生存率的影响。结果KDM3A在乳腺癌组织中的表达与患者的年龄、临床分期、病理分级、淋巴结转移个数、肿瘤大小无统计学意义(P>0.05)。KDM3A蛋白在乳腺癌中的表达与人类表皮生长因子(HER2)的表达成正相关,与雌激素受体(ER)、孕激素受体(PR)蛋白表达呈负相关,多因素生存分析中临床分期、PR、KDM3A可以作为乳腺癌生存的综合因素。结论在浸润性乳腺癌中KDM3A的表达水平与ER、PR、HER2表达水平无关,但可以作为综合因素为临床提供一个判断预后的指标。

组蛋白去甲基化酶KDM3B结构、功能及其相关疾病研究进展

表观遗传学是研究在DNA序列不变的前提下,其他机制异常引起基因表达改变并可遗传的学科。组蛋白甲基化/去甲基化修饰是表观遗传学的重要调控机制之一,是甲基化酶和去甲基化酶动态相互作用的结果,其中H3K9的甲基化和去甲基化是近年来研究最深入的组蛋白修饰之一。组蛋白去甲基化酶KDM3B包含一个JmjC结构域,并具有固有的H3K9去甲基化活性,能够特异性去除H3K9me1/2甲基化修饰,调控基因转录、DNA损伤修复,参与细胞增殖、细胞凋亡、干细胞干性维持、肿瘤和遗传病发生发展等。该文就组蛋白去甲基化酶KDM3B的结构、作用机制、生物学功能及其成为一个临床研究和治疗的潜在药理学靶点的可能性作一综述。

组蛋白去甲基化酶Jmjd3对牙髓干细胞成牙本质向分化的影响研究

目的研究组蛋白去甲基化酶Jmjd3对牙髓干细胞(dental pulp stem cells,DPSCs)成牙本质向分化的影响。方法原代分离培养DPSCs,用流式细胞术和茜素红染色鉴定DPSCs。体外诱导DPSCs成牙本质向分化不同时间(0、3、5、7、14 d),qRT-PCR检测Jmjd3及成牙本质细胞标志物牙本质涎磷蛋白(dentin sialophosphoprotein,DSPP)、牙本质基质蛋白1(dentin matrix protein1,DMP1)的表达情况。用不同浓度(0、1、10μmol/L)的Jmjd3抑制剂GSK-J4处理DPSCs 14 d,q RT-PCR检测DSPP、DMP1的表达情况。结果原代培养的DPSCs表达间充质干细胞表面标记物CD44、CD29、CD146,体外诱导培养具有成骨分化潜能。DPSCs成牙本质向分化过程中,Jmjd3、DSPP、DMP1表达水平均上调(P<0.05),且可能具有时间依赖性。10μmol/L GSK-J4处理DPSCs可明显抑制DSPP、DMP1的表达(P<0.05)。结论Jmjd3在DPSCs成牙本质向分化过程中发挥正调节作用,且与其去甲基化酶活性相关。

JMJD3参与IFN-α和TLR7诱导的B细胞活化及凋亡

目的:探索组蛋白去甲基化酶JMJD3对B细胞活化和凋亡的影响。方法:磁珠分选纯化正常人及SLE患者外周血B细胞,用IFN-α、R848或IFN-α+R848处理纯化的B细胞,流式细胞仪检测CD86+或CD69+的细胞百分率以及CD86+Annexin V+或CD69+Annexin V+的细胞百分率;实时定量PCR和Western blot方法检测JMJD3的表达。结果:获得的B细胞纯度高达95%;IFN-α能够增强TLR7对B细胞的活化和凋亡;IFN-α也增加TLR7信号诱导的B细胞表达JMJD3,且JMJD3高表达依赖于MAPK通路,而不是NF-κB信号通路;SLE患者外周血B细胞高表达JMJD3,且JMJD3抑制剂能够抑制IFN-α+R848诱导的CD19+B细胞活化及凋亡。结论:JMJD3参与IFN-α和TLR7诱导的B细胞活化及凋亡,提示JMJD3抑制剂可能具有缓解SLE症状的作用。

JMJD3在新生儿坏死性小肠结肠炎肠道组织中的表达变化

目的探讨组蛋白去甲基化酶含Jumonji结构域的蛋白3(Jumonji domain-containing protein D3,JMJD3)在新生儿坏死性小肠结肠炎(necrotizing enterocolitis,NEC)肠道组织中的表达情况。方法收集对照(先天性小肠闭锁)患儿及NEC患儿手术中切除的回肠组织进行RNA测序,筛选出差异基因。对差异基因进行组蛋白甲基化修饰酶相关基因聚类分析,筛选出目的基因赖氨酸特异性去甲基化酶6B[lysine(K)-specific demethylase 6B,KDM6B],并采用实时荧光定量聚合酶链反应扩大样本量进行验证。蛋白免疫印迹和免疫组织化学检测JMJD3以及其底物组蛋白H3第27位赖氨酸三甲基化(trimethylation of histone H3 at lysine 27,H3K27me3)在肠道组织中的蛋白表达情况。组间比较根据数据分布特点采用t检验或Mann-Whitney U检验。结果RNA测序筛查出1481条差异基因,其中643条基因上调,838条基因下调。筛查NEC肠道组织中30种组蛋白甲基化修饰酶的表达情况,其中KDM6B在NEC样本中差异表达最显著[Log2(fold change)=0.769104,P=0.009009]。实时荧光定量聚合酶链反应结果显示,与对照组相比,KDM6B在NEC肠道组织中高表达(P<0.05);蛋白免疫印迹和免疫组织化学结果显示JMJD3蛋白水平在NEC肠道组织中明显增高,H3K27me3蛋白水平在NEC肠道组织中降低。结论在NEC肠道组织中组蛋白去甲基化酶JMJD3高表达,H3K27me3低表达。JMJD3可能通过降低H3K27me3的表达水平调控NEC的发生发展。

胶质瘤细胞U87中JMJD3表达对上皮细胞间质转化及细胞迁移的影响

【目的】明确组蛋白去甲基化酶JMJD3表达对神经胶质瘤细胞上皮细胞间质转化(epithelial-mesenchymal transition,EMT)过程及细胞迁移能力的影响。【方法】构建U87细胞中JMJD3过表达和沉默表达的转染体系,采用Real-time PCR、Western blotting和划痕等检测手段从m RNA、蛋白和细胞功能3个层面明确JMJD3表达对神经胶质瘤U87细胞上皮和间质标志分子表达及细胞迁移能力的影响。【结果】在U87细胞中过表达JMJD3能够显著抑制上皮标志分子E-纤黏蛋白(E-cadherin),促进间质标志分子:E-纤黏蛋白、纤黏蛋白、波形蛋白(N-cadherin/Fibronectin/Vimentin)m RNA和蛋白的表达,促进胶质瘤细胞发生EMT,同时过表达JMJD3能够有效提高细胞的迁移能力;而沉默表达JMJD3表达能够有效抑制EMT过程同时降低细胞迁移能力。【结论】JMJD3表达能够促进神经胶质瘤细胞EMT过程从而提高细胞迁移能力。

软组织肉瘤组织中软组织肉瘤组织中JMJD3的表达及其临床意义

【目的】探讨组蛋白去甲基化酶JMJD3表达与软组织肉瘤(soft tissue sarcoma,STS)临床病理特征的关系,以及JMJD3表达对软组织肉瘤患者总体生存期的影响。【方法】通过免疫组织化学染色方法检测64例软组织肉瘤肿瘤组织中JMJD3的表达情况,分析其与软组织肉瘤临床病理特征相关性以及其对软组织肉瘤患者总体生存期的影响。【结果】JMJD3高表达与肿瘤患者的年龄(P=0.039)、肿瘤大小(P=0.032)、组织分级(P<0.001)、临床分期(P<0.001)、侵袭深度(P=0.001)以及肿瘤是否发生转移(P=0.017)显著相关,但与患者的性别(P=0.147)及肿瘤部位(P=0.636)无关。JMJD3高表达组肿瘤患者的总体生存期较低表达组明显降低(P<0.001)。【结论】JMJD3高表达与软组织肉瘤术后的肿瘤进展有关,它有望成为预测软组织肉瘤预后不良的分子标志物。