周期素DNA甲基化调控对高同型半胱氨酸血症大鼠内皮祖细胞功能的影响

同型半胱氨酸(Hcy)是动脉粥样硬化(AS)的独立危险因子，内皮祖细胞(EPC)是修复损伤内皮细胞、防止AS发生的重要屏障，Hcy可引起EPC活性降低，但其机制尚不清楚。周期素是调控内皮祖细胞增殖的关键基因，本课题拟在申请者前期证明表观遗传学修饰(基因组DNA甲基化、组蛋白乙酰化)调控AS形成的基础上，复制大鼠高同型半胱氨酸血症动物模型，筛选周期素关键亚型，明确其在EPC活性降低的作用，探索周期素 DNA甲基化和组蛋白乙酰化修饰在Hcy引起EPC活性降低的机制和调控通路；利用DNA甲基化拮抗剂、组蛋白乙酰化拮抗剂、DNA甲基转移酶1 RNA干扰和周期素基因重组等腺病毒载体转染内皮祖细胞等对周期素 DNA甲基化、组蛋白乙酰化修饰通路的关键靶点进行干预，探索预防和治疗AS的新途径。通过本课题阐明周期素在Hcy引起AS中的作用及机制，为AS的防治提供新的理论和实验依据。

同型半胱氨酸(Hcy)在培养的细胞和动物模型中具有促动脉粥样硬化(As)的作用，是心血管疾病尤其是动脉粥样硬化的独立危险因子。内皮祖细胞(EPC )是内皮细胞的前体细胞，可通过自身分化为内皮细胞维持血管的完整性。细胞凋亡和增殖是由多种蛋白参与的准确的细胞周期过来调控的。细胞周期素A(cyclin A )是细胞周期的主要调控因子，且有证据表明，Hcy可抑制cyclin A的表达。但是，cyclin A 在维持EPC和EC动态平衡中的具体病理学机制仍待研究。DNA 甲基化是对基因表达调控起重要作用的表观遗传学机制，与心血管疾病和癌症的发生发展有关。因此，深入研究cyclin A DNA甲基化及其调控细胞周期的具体机制，进一步解释ECs的凋亡和增殖平衡有重要作用，将是我们以后工作的重点。根据课题的设计和安排，本课题以大鼠血液提取的EPC为研究标本，深入研究了cyclin A DNA甲基化在Hcy导致的EPC功能和数量受损中的作用及其机制。通过本课题的实施，我们发现，在Hcy作用下，EPC的功能和数量受损，并随着Hcy浓度的升高损伤程度加重。同时，运用RNA干扰和基因重组技术确定了cyclin A 表达改变是EPC功能和数量损伤的关键基因，而cyclin A DNA甲基化是其表达改变的主要机制。为了寻找可以干预的靶点，课题组进一步探讨了cyclin A 发生甲基化的机制，筛选并确定了DNMT1是关键的靶位。这些结果表明cyclin A甲基化在Hcy致大鼠内皮祖细胞数量和功能损伤中起着重要的作用，而DNMT1是调控cyclin A甲基化改变的重要靶点。项目申请书中提到的实验内容均已按计划完，预期目标均已实现。本研究所确定的Hcy减少EPC细胞数量的靶点，对预防和治疗AS有重要的现实意义，为AS发病机制的认识、预防和治疗提供一个新的视角。