多胺通过AKT/GSK3β通路抑制系统性红斑狼疮DNA甲基化的机制研究

Systemic Lupus Erythematosus (SLE) is a common and refractory disease in autoimmune diseases and its pathogenesis is still unknown. The hypomethylation of DNA is one of the most important pathological characteristics of SLE epigenetic. GSK3βis a critical kinase to maintain DNA methylation. Polyamines are small biogenic amines in eukaryotic nucleus and prokaryotic cells. They bind to DNA and widely involved in DNA functions. Researchers found polyamines could activate AKT/GSK3βpathway to decrease GSK3β. Moreover, the analogue of polyamines could induce drug induced lupus (DIL). Therefore we assume that polyamines can inhibit SLE DNA methylation by AKT/GSK3βpathway. We will use HPLC, MACS and western blot to detect the effects of polyamines on DNA methylation, especially for the function of AKT/GSK3βpathway. We will also increase the intake of polyamines in lupus animal’s diet, to observe the following results. This study will help to reveal the potential mechanism of polyamines on SLE DNA methylation and to provide new theoretical basis and experimental data for SLE pathogenesis.

系统性红斑狼疮（SLE）是自身免疫性疾病中的常见病和难治病，其发病机制至今未明。DNA低甲基化状态是SLE表观遗传学的重要病理特征。GSK3β是维持DNA甲基化的重要激酶。多胺是广泛存在于细胞核内的小分子，影响DNA多种功能。研究发现多胺可以促进AKT/GSK3β细胞信号通路磷酸化而减少GSK3β含量。同时，多胺类似物可以诱发药物性狼疮（DIL）。因此我们推测多胺可以通过AKT／GSK3β通路抑制DNA甲基化而参与SLE发病。本项目将利用高效液相色谱、免疫磁珠分选和蛋白质印迹技术等检测多胺对SLE DNA甲基化的影响，特别是AKT／GSK3β信号通路在其中的作用。我们还将检测饮食添加多胺对狼疮小鼠动物模型的影响。本课题的研究结果将有助于明确多胺对SLE DNA低甲基化状态及其他细胞功能的影响和调控机制，为SLE发病学说提出新的理论基础和实验依据。

系统性红斑狼疮（SLE）是自身免疫性疾病中的常见病和难治病，其发病机制至今未明。DNA低甲基化状态是SLE表观遗传学的重要病理特征。GSK3β是维持DNA甲基化的重要激酶。多胺(精胺、亚精胺和腐胺）是一类广泛存在于细胞核内的小分子，其主要来源于饮食摄入和肠道菌群合成，影响DNA功能并参与多种细胞功能调节，已经在肿瘤、肥胖等疾病中广泛研究。本项目建立了HPLC/MC检测人尿液多胺浓度方法，测定了SLE患者及健康者尿液多胺浓度。通过构建SSAT-siRNA及SSAT过表达质粒转染细胞，改变细胞内多胺浓度，检测此条件下细胞内AKT/GSK3β通路活化水平及基因组DNA甲基化水平。同时利用16S rRNA测序技术检测SLE患者与健康者肠道菌群组成差异，记录受试者人口信息、饮食、病历资料，统计分析各项实验数据的相关性。研究发现：（1）SLE患者尿液中精胺浓度较健康者显著降低，亚精胺浓度较健康者显著升高。（2）抑制SSAT基因表达，促使AKT/GSK3β通路活化，Jurkat T细胞基因组甲基化水平升高；SSAT基因过表达促使AKT/GSK3β通路活化水平下降，Jurkat T细胞基因组甲基化水平降低；精胺可以逆转SSAT基因过表达导致的Jurkat T细胞基因组低甲基化。（3）参与多胺合成的细菌之一Clostridium_XI菌属在SLE患者肠道表达较健康者增加。（4）LN患者尿蛋白出现早期即可出现肾功能改变，表现为肌酐清除率升高。该课题有助于研究SLE患者多胺表达情况及其对SLE免疫调节的机制，对研究SLE发病机制具有一定的意义。同时对于饮食调节和改变肠道菌群等治疗方法在SLE中应用具有探索价值，有望为SLE治疗提供新手段。