组蛋白去甲基化酶JMJD3与疾病相关性研究进展

表观遗传学的主要研究内容包括组蛋白翻译后修饰、遗传物质的甲基化以及非编码RNA调控。表观遗传学在疾病的诊治中具有重要作用,其中含Jumonji结构域蛋白(JMJD)家族对相关组蛋白的修饰是表观遗传学常见的调控途径,参与生殖细胞生成、性激素及其受体活性调节、神经系统功能发育等。组蛋白经由表观遗传控制的甲基化参与多种生物学过程,虽然不同的JMJD家族成员均可参与组蛋白修饰,但不同催化底物的功能不尽相同。JMJD3主要通过作用于组蛋白H327位点(H3K27)的赖氨酸残基催化H3K27me3/2的甲基化修饰过程,引发细胞中基因继发遗传学改变,参与疾病的发生发展。因此,深入研究JMJD3的结构和生物学功能,可以为免疫性疾病、感染性疾病、机体衰老、胚胎发育相关疾病、肿瘤以及心肌梗死等治疗提供新思路。

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。

胶质瘤细胞组蛋白去甲基化酶JMJD3表达降低

目的检测和分析组蛋白去甲基化酶含十字形结构域蛋白3(JMJD3)在胶质瘤及瘤旁脑组织中的表达。方法用组织芯片筛选出JMJD3表达阳性的胶质瘤组织,选取50例相关胶质瘤患者的石蜡标本,采用免疫组化SP法检测JMJD3在相关胶质瘤组织中的表达与定位以及与瘤旁组织中表达的差异,分析JMJD3与胶质瘤的相关性。结果通过组织芯片筛选,发现JMJD3在正常少突胶质细胞中有表达。在50例胶质瘤患者的石蜡标本中,15例标本肿瘤组织为阳性,35例瘤旁组织为阳性。结论与瘤旁脑组织相比,胶质瘤JMJD3的表达降低。

组蛋白去甲基化酶JMJD3对骨髓基质干细胞干性特征及体外成骨分化的影响

目的:探讨组蛋白去甲基化酶JMJD3对骨髓基质干细胞(bone marrow stromal cells,BMSCs)体外多潜能性及成骨分化的生物学调控作用。方法:用离心和贴壁培养相结合方法分离培养大鼠四肢骨BMSCs,分别用含JMJD3-shRNA的绿色荧光蛋白(GFP)慢病毒干扰载体(实验组)及含无关序列的GFP慢病毒载体(对照组)转染BMSCs,Western blot方法检测两组BMSCs中组蛋白H3第27位赖氨酸上三甲基化(H3K27me3)及干细胞多潜能转录因子Oct4、Nanog、Sox2的表达,并比较两组细胞的克隆形成率;实时定量RT-PCR、Western blot、茜素红染色检测两组细胞的体外成骨分化能力。结果:与对照组相比,实验组BMSCs的H3K27me3表达水平升高,具有更强的克隆形成能力,且表达更强的Oct4、Nanog、Sox2等多潜能因子;体外成骨诱导7 d后,实验组BMSCs中RUNX2等成骨分化基因表达下降,诱导14 d后,钙结节形成较对照组少。结论:抑制JMJD3表达可增强BMSCs的干性特征,抑制其成骨分化。

组蛋白去甲基化酶JMJD3促进弥漫性大B细胞淋巴瘤细胞的干性

目的:探讨组蛋白去甲基化酶JMJD3(jumonji domain-containing protein 3)对弥漫性大B细胞淋巴瘤(diffuse large B-cell lymphoma,DLBCL)细胞干性的影响。方法:利用TCGA数据库中DLBCL患者的临床资料,分析JMJD3的表达水平与DLBCL患者总生存率的关系。应用脂质体转染方法分别将对照质粒(pCMV)和JMJD3表达质粒(pCMV-JMJD3)转染到ABC和GCB亚型DLBCL细胞中,用RT-PCR和qPCR检测转染细胞中JMJD3、ALDH1、OCT4和SOX2 mRNA表达水平,用流式细胞术检测细胞中ALDH1酶活性,用Western blotting检测细胞中OCT4和SOX2蛋白的表达水平。通过基因集富集分析法(gene set enrichment analysis,GSEA)分析高表达JMJD3的DLBCL患者的基因集富集情况。结果:患者预后分析结果显示,高表达水平的JMJD3与DLBCL患者的不良预后有关(P<0.05),但多因素分析结果显示JMJD3的表达水平不是DLBCL患者预后的独立影响因素(均P>0.05)。pCMV-JMJD3转染后细胞中JMJD3表达显著增加,同时导致DLBCL细胞中ALDH1 mRNA水平和酶活性以及OCT4和SOX2 mRNA和蛋白的表达水平均明显升高(P<0.05或P<0.01)。GSEA分析结果显示,高表达JMJD3的DLBCL患者样本富集于Wnt/β-catenin信号通路基因集(P<0.05)。结论:JMJD3具有促进DLBCL细胞干性的作用,其可能是DLBCL患者潜在的治疗靶点。

组蛋白去甲基化酶JMJD3与UTX在Meckel＇s软骨发育过程中的表达

目的研究组蛋白去甲基化酶JMJD3与UTX在Meckel's软骨发育过程中的表达。方法采用免疫组织化学方法观察小鼠胚胎期Meckel's软骨及其周围细胞凝聚区组蛋白去甲基化酶JMJD3与UTX的表达。结果 JMJD3与UTX均表达于细胞核内。JMJD3在软骨细胞内随着软骨细胞的发育成熟其表达由强变弱;UTX表达则是由弱变强。在Meckel's软骨周围细胞凝聚区,小鼠胚胎初期,JMJD3及UTX弱表达;细胞分化期JMJD3与UTX表达增强。结论 JMJD3及UTX参与Meckel's软骨细胞增殖、分化的发育过程,推测JMJD3及UTX参与下颌骨的发育。

组蛋白去甲基化酶JMJD3在小鼠牙发育中的表达

目的研究组蛋白去甲基化酶JMJD3在牙发育过程中的表达。方法采用免疫组织化学方法观察小鼠胚胎E14~18天及出生后P1~P3磨牙牙胚中组蛋白去甲基化酶JMJD3的表达。结果 JMJD3表达于细胞核内,包括上皮性细胞和间充质细胞。在小鼠磨牙牙胚发育的蕾状期(E14)和帽状期(E16),JMJD3在牙蕾上皮,成釉器内釉细胞、外釉细胞、星网状细胞中弱表达。在小鼠磨牙牙胚发育的钟状期(E18),JMJD3在成釉器的外釉细胞层,内釉细胞层,中间层、星网状层及邻近间充质细胞内呈强阳性表达。在小鼠磨牙牙胚发育钟状晚期(P3),JMJD3在成釉细胞、成牙本质细胞及邻近间充质细胞呈强阳性表达。结论 JMJD3在小鼠牙发育过程中呈时空特异性表达,提示JMJD3参与小鼠磨牙的发育。

组蛋白去甲基化酶KDM5A调控H3K4me3参与神经管畸形发生的分子机制

神经管畸形(NTDs)的病因与防治是出生缺陷领域研究的重点,叶酸可以预防神经管畸形但其机制不明。本文借助低叶酸细胞模型和低叶酸NTDs小鼠模型通过染色质免疫共沉淀、Cut&Tag等技术,探讨了组蛋白去甲基化酶lysine demethylase 5A(KDM5A)及其调控的下游组蛋白H3K4me3修饰在叶酸缺乏导致的NTDs发生中的潜在分子机制。结果显示,低叶酸的细胞模型中,qRT-PCR、Western印迹结果显示,KDM5A分子表达明显下降(P<0.05)。作为组蛋白H3K4me3调控的上游关键酶,进一步通过染色质免疫共沉淀ChIP、ChIP-qPCR实验证实,叶酸缺乏下组蛋白H3K4me3在神经发育基因Axin 2和Atoh 1基因启动子区富集增加(P<0.05)。通过构建KDM5A基因敲除细胞模型,借助Cut&Tag试验证实,KDM5A基因敲除后H3K4me3主要富集在神经发育基因上。最后在低叶酸导致的NTDs小鼠模型的脑组织中,RT-qPCR、Western印迹以及ChIP-qPCR实验显示,E9.5 d的NTDs胎鼠脑组织中KDM5A表达下降(P<0.05),Axin2、Atoh1表达升高(P<0.05),Axin2、Atoh 1基因启动子区的H3K4me3富集增多(P<0.05)。综上所述,KDM5A蛋白在叶酸缺乏导致的NTDs中发挥重要作用,其可通过调控下游H3K4me3进而调控神经发育靶基因Axin2、Atoh 1异常表达,介导NTDs的发生。本研究从叶酸缺乏介导KDM5A调控组蛋白修饰来探讨NTDs的发病机制,为降低出生缺陷,促进生殖健康提供依据。

干扰组蛋白去甲基化酶KDM3A表达对肝星状细胞增殖和胶原合成的影响

目的探讨干扰组蛋白去甲基化酶KDM3A表达对肝星状细胞增殖和胶原合成的影响。方法首先乙醛处理大鼠肝星状细胞,用实时荧光定量PCR技术(RT-PCR)检测KDM3A mRNA的表达。接着利用慢病毒转染肝星状细胞72 h,干扰KDM3A的表达,乙醛刺激后,收集肝星状细胞,采用噻唑蓝法检测细胞增殖活性,酶联免疫吸附试验检测Ⅲ型和Ⅰ型胶原蛋白的含量,RT-PCR和蛋白质印迹法检测转化生长因子-β_(2)(TGF-β_(2))的表达水平。结果与对照组比较,乙醛处理组KDM3A mRNA相对表达量升高约4倍(1.00±0.10 vs.4.00±0.20),TGF-β_(2)mRNA相对表达量升高约3倍(1.00±0.40 vs.3.00±0.50),差异均有统计学意义(t=43.201、44.032,P<0.001)。干扰KDM3A后,与对照组比较,转染组的细胞增殖活性下降约43.3%[转染组光密度值(0.38±0.06)低于对照组的(0.67±0.08)],Ⅲ型胶原蛋白含量下降约20.00%(1.00±0.10 vs.0.80±0.04),Ⅰ型胶原蛋白含量下降约30.00%(1.00±0.10 vs.0.70±0.04),TGF-β_(2)蛋白及mRNA水平也明显下降(1.00±0.10 vs.0.70±0.10),差异均有统计学意义(t=12.272、12.621、21.369,P<0.001)。结论干扰组蛋白去甲基化酶KDM3A可一定程度阻止肝星状细胞的增殖和胶原合成,机制可能是通过抑制TGF-β_(2)表达来实现。

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。

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对乳腺癌干细胞的影响

目的探索组蛋白去甲基化酶JMJD3对乳腺癌干细胞（BCSCs）的影响。方法采用改良后的无血清悬浮培养肿瘤干细胞的方法从乳腺癌MCF-7细胞系中分离扩增BCSCs;通过流式侧群细胞分选和免疫缺陷裸鼠腋下接种的方法检测BCSCs的生物学特性和致瘤性。采用Western Blot研究MCF-7及BCSCs中JMJD3表达的差异;采用CCK-8法检测JMJD3促进剂U0126及抑制剂GSK-J1对MCF-7增殖的影响;通过流式细胞侧群分选,检测GSK-J1、U0126对MCF-7中BCSCs比例的影响;采用Western Blot法研究GSK-J1、U0126对BCSCs中JMJD3蛋白表达的影响。结果改良后的无血清悬浮培养方法可成功地从MCF-7细胞系中分离并富集BCSCs;与MCF-7比较,BCSCs呈现出高致瘤性、JMJD3蛋白低表达性;U0126可抑制MCF-7的增殖,并降低MCF-7中BCSCs的比例,促进BCSCs中JMJD3的表达,而GSK-J1则呈现出相反的作用。结论JMJD3可抑制乳腺癌细胞的增殖,这种抑制作用可能与减少MCF-7中干细胞的比例有关。

急性髓系白血病中组蛋白去甲基化酶KDM3B和JMJD1C的差异化表达

目的 探讨白血病中组蛋白去甲基化酶KDM3B和JMJD1C受到的协同调控。方法 在多个急性髓系白血病细胞株中采用细胞遗传学分析KDM3B和JMJD1C的拷贝数情况。在急性髓系白血病细胞株NB4和HL-60中,应用Daminozide进行处理,观察组蛋白H3K9单甲基化和二甲基化的情况。在急性髓系白血病细胞株NB4和HL-60中,应用Daminozide、ATRA（All-trans retinoid acid）、Vtamin C进行处理,通过实时定量PCR检测去甲基化酶KDM3B和JMJD1C的表达情况。结果 KDM3B和JMJD1C在不同的急性髓细胞白血病细胞系中拷贝数呈负相关。经Daminozide药物分别对NB4和HL-60细胞进行处理后,NB4细胞和HL-60细胞组的H3K9单甲基化和二甲基化的水平呈上升趋势。使用3种药物分别进行处理后,在NB4细胞中,KDM3B的m RNA下调,JMJD1C的m RNA水平上调;与之相反,在HL-60细胞中,表现为KDM3B的m RNA上调和JMJD1C的m RNA水平下调。结论 急性髓细胞白血病中JMJD1C和KDM3B呈负相关的表达趋势。

罗勒多糖对缺氧条件下肝癌细胞组蛋白H3K9me2甲基化及G9a、JMJD1A表达的影响

目的:研究罗勒多糖对缺氧条件下肝癌细胞MHCC97H和MHCC97L低氧诱导因子1α(HIF-1α)组蛋白甲基转移酶G9a、去甲基化酶JMJD1A的表达及组蛋白H3K9me2甲基化水平的影响,探讨罗勒多糖对肝癌细胞表观遗传学的调节作用。方法:采用二氯化钴(Co Cl2)模拟细胞缺氧,建立肝癌细胞MHCC97H和MHCC97L体外缺氧模型,通过不同浓度罗勒多糖干预24 h,实时荧光定量PCR法检测各组肝癌细胞中HIF-1α、G9a和JMJD1A mRNA表达水平,Western-blot法检测各组肝癌细胞中HIF-1α、G9a、JMJD1A蛋白表达情况及组蛋白H3K9me2甲基化水平。结果:罗勒多糖能下调MHCC97H细胞缺氧条件下HIF-1α、G9a、JMJD1A mRNA和蛋白的表达和组蛋白H3K9me2甲基化水平以及MHCC97L细胞缺氧条件下HIF-1αmRNA和蛋白的表达和组蛋白H3K9me2甲基化水平(P<0.05)。结论:罗勒多糖对缺氧条件下不同转移潜能肝癌细胞MHCC97H和MHCC97L组蛋白H3K9me2甲基化水平均有有调节作用,其中对高转移潜能肝癌细胞MHCC97H组蛋白H3K9me2甲基化的调节与组蛋白甲基转移酶G9a和去甲基化酶JMJD1A有关,而对低转移潜能肝癌细胞MHCC97L组蛋白H3K9me2甲基化的调节可能是通过其他通路发挥作用。

组蛋白H3K27去甲基化酶与肿瘤发生

组蛋白甲基化是一种重要的表观遗传学修饰,在基因表达调节方面发挥着重要的作用.组蛋白H3赖氨酸27三甲基化(H3K27me3)是一种抑制性组蛋白标记,可被去甲基化酶UTX和JMJD3催化而移去甲基.UTX和JMJD3通过激活HOX基因而参与细胞分化和多能细胞抑制过程.在多种肿瘤中检测到UTX和JMJD3突变或表达下降,同时多种基因启动子区H3K27me3含量增多.UTX和JMJD3均被看作肿瘤抑制基因,其中UTX调节了RB依赖的细胞命运控制,而JMJD3通过激活INK4b-ARF-INK4a位点而参与了癌基因诱导的衰老.组蛋白H3K27去甲基化酶与肿瘤发生的研究使我们对癌症发展过程有了更好的理解,同时也为癌症诊断和治疗提供了新靶点.

组蛋白赖氨酸去甲基化酶5A在中枢神经系统疾病中的作用

组蛋白甲基化修饰是表观遗传的重要机制之一,最近研究发现组蛋白赖氨酸去甲基化酶5A(KDM5A)在个体发育、组织分化和肿瘤发生发展等过程中发挥重要的调控作用。成年动物大部分脑区已经失去神经发育功能,但是最新单细胞测序技术和精神疾病的动物模型研究揭示动物脑内KDM5A表达改变与神经疾病发生相关,提示KDM5A是探究脑疾病潜在的靶分子。本文从KDM5A分子结构、表达调控通路等方面总结最新进展,从而为后续其他中枢神经系统疾病研究提供参考。

绝经后骨质疏松髋关节置换者骨组织中组蛋白去甲基化酶JMJD2和雌激素受体的表达

背景:研究发现组蛋白去甲基化酶具有促进成骨细胞分化的作用,然而绝经后骨质疏松症组蛋白去甲基化酶表达以及与雌激素受体的相关性未见报道。目的:观察绝经后骨质疏松症患者组蛋白去甲基化酶JMJD2家族的表达变化,以及与雌激素受体的相关性。方法:选择年龄50-70岁因髋关节骨性关节炎行髋关节置换的绝经后患者30例,通过检测股骨颈骨密度,分为绝经后骨质疏松组15例(实验组)和骨量正常组15例(对照组),术中收集股骨颈松质骨标本,荧光实时定量PCR、Western blot法检测骨组织中组蛋白去甲基化酶(JMJD2A、JMJD2B)和雌激素受体(ERα、ERβ)的表达水平。结果与结论:绝经后骨质疏松组JMJD2A、JMJD2B、ERα和ERβ表达水平均低于骨量正常组,组间差异有显著性意义(P均<0.01);相关性分析显示JMJD2A、JMJD2B的表达与ERα和ERβ表达均呈显著正相关(P均<0.01)。结果表明,绝经后骨质疏松症患者骨组织中JMJD2A、JMJD2B基因和蛋白表达均降低,JMJD2A、JMJD2B的低表达与雌激素受体表达降低密切相关;组蛋白去甲基化酶JMJD2可能参与了绝经后骨质疏松症的发病机制。

组蛋白去甲基化酶JMJD家族的特点和功能

组蛋白甲基化修饰是造成表观遗传变化的原因之一,而去甲基化酶的发现证明甲基化修饰也是一个可逆过程。JMJD家族是一类重要的去甲基化酶,其催化活性需要Fe2+和α-酮戊二酸的参与,可催化组蛋白H3多个位点赖氨酸的去甲基化修饰,从而调节了特定基因的表达。JMJD家族催化的去甲基化与精子发育、肿瘤发生及其他疾病发生存在密切关系,这些研究为许多生命问题的解决提供了新的思路,同时也为新药的开发提供了潜在的新靶点。

组蛋白去甲基化酶JMJD2和雌激素受体相关受体α在绝经后骨质疏松症的表达

背景:研究发现组蛋白去甲基化酶具有促进成骨细胞分化的作用;雌激素相关受体α可促进成骨细胞分化,增加骨形成。然而绝经后骨质疏松症组蛋白去甲基化酶表达以及与雌激素受体相关受体α的相关性未见报道。目的:观察绝经后骨质疏松症患者组蛋白去甲基化酶2家族的变化及其对组蛋白甲基化(H3K9me3、H3K36me3)水平的影响,以及与雌激素受体相关受体α的相关性。方法:选择年龄50-70岁因髋关节骨性关节炎行关节置换的绝经后患者,通过检测腰椎骨密度,收集10例绝经后骨质疏松症患者(实验组)和10例非骨质疏松症患者(对照组),术中提取股骨头松质骨标本,免疫组织化学、蛋白质印迹法检测骨组织中组蛋白去甲基化酶(JMJD2A、JMJD2B)、组蛋白甲基化(H3K9me3、H3K36me3)以及雌激素受体相关受体α的表达。结果与结论:绝经后妇女组蛋白去甲基化酶2A、组蛋白去甲基化酶2B、雌激素受体相关受体α表达为弱阳性到阳性不等,骨质疏松症患者组表达水平低于非骨质疏松症患者组,组间差异有显著性意义(P<0.05);骨质疏松症患者组H3K9me3、H3K36me3表达水平高于非骨质疏松症患者组,组间差异有显著性意义(P<0.05)。结果说明,绝经后骨质疏松症患者组蛋白呈高甲基化状态,组蛋白去甲基化酶2A、组蛋白去甲基化酶2B低表达,雌激素受体相关受体α水平与组蛋白去甲基化酶相一致;组蛋白去甲基化酶可能为骨质疏松的一种拮抗酶。