源于胚胎干细胞的晶状体上皮细胞氧化损伤表观遗传机制的研究

氧化应激所致晶状体上皮细胞损伤是大部分白内障形成的细胞学基础，而环境刺激如何造成氧化损伤、最先累及哪些基因等关键问题至今尚未阐明。目前普遍认为环境因素通过表观遗传机制与基因交互作用。大量研究证实氧化应激通过表观遗传机制调控基因表达。据此推断：表观遗传机制在晶状体上皮细胞氧化损伤中起重要作用。拟在前期实验成功诱导胚胎干细胞定向分化为晶状体细胞的基础上开展以下研究：（1）通过胚胎干细胞定向诱导、流式分选获得晶状体上皮细胞，以过氧化氢处理建立氧化应激细胞模型；（2）探讨氧化应激条件下基因组DNA甲基化和miRNA对基因表达的调控。本研究通过氧化应激对细胞的表观遗传调控模型，深入探讨环境刺激的早期影响，揭示晶状体上皮细胞氧化损伤的分子机制，并探寻晶状体上皮细胞氧化损伤的表观遗传标记及氧化应激易感基因和保护基因，为白内障的防治以及开发高效、低毒的表观遗传药物提供新的思路和靶点。

氧化应激所致晶状体上皮细胞损伤是大部分非遗传性白内障形成的细胞学基础。大量研究证实氧化应激通过表观遗传机制调控基因表达。本研究通过胚胎干细胞定向诱导获得晶状体上皮细胞，以过氧化氢处理建立氧化应激细胞模型，并探讨氧化应激条件下基因组DNA甲基化对基因表达的调控。研究发现氧化应激条件下晶状体上皮细胞基因组甲基化整体水平减低。整合DNA甲基化基因组定位与基因表达谱后的GO分析显示，甲基化调控相关的551个差异基因涉及基因转录、细胞内信号转导、细胞粘附、细胞增殖、钙离子通道调节、细胞凋亡等9大群组。信号通路分析显示受甲基化调控的基因参与NFkB、MAPK、Wnt、细胞周期、细胞凋亡等重要信号通路。Realtime PCR 证实NFkB信号通路主要基因P65、P50、IKK1、NEMO在氧化应激条件下表达上调，而IKBβ表达下调，说明NFkB信号通路受氧化应激甲基化调控而激活，提示NFkB很可能作为晶状体上皮细胞氧化损伤的关键保护基因。. 本研究建立了基于胚胎干细胞定向诱导体系的白内障发病机制研究平台，从表观遗传角度初步探讨了晶状体上皮细胞氧化损伤机制，为白内障发病分子机制的深入研究和白内障的防治提供了重要的实验依据。