DNA甲基化参与电压依赖性阴离子通道蛋白2(VDAC2)调控精子活力的机制研究

基本信息
批准号:81771640
项目类别:面上项目
资助金额:50.00
负责人:王增军
学科分类:
依托单位:南京医科大学
批准年份:2017
结题年份:2021
起止时间:2018-01-01 - 2021-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:刘边疆,曹强,苏仕峰,徐爱明,华艺博,朱俊栋,苗陈岿,刘守勇
关键词:
男性不育弱精子症转录因子电压依赖性阴离子通道蛋白2DNA甲基化
结项摘要

Voltage dependent anion channel 2(VDAC2) plays an important role in the biologic behavior, such as apoptosis and transport function. However, little research has been reported on the mechanism of VDAC2 distributed on the sperm head region and sperm flagellum mediated the sperm motility. Our previously case-control studies confirmed that VDAC2 mRNA expression was decreased in the idiopathic asthenozoospermia(IAS), and its expression was regulated by the DNA methylation status. DNA methylation always silences gene expression by inhibiting the binding of transcription factors to core promoter, we then compared the VDAC2 promoter methylation states of IAS with normozoospermia and found that the methylation pattern of CpG island was significantly increased in IAS. With literature review and preliminary results, we propose the hypothesis that abnormal hypermethylation of VDAC2 promoter CpG island may disrupt the combination of transcription factors and core promoter, depress the expression of VDAC2 mRNA and protein, and decrease the Ca2+ content in sperm, which result in the decline of sperm motility and male infertility. To verify the above hypothesis, we perform the molecular mechanism study in two aspects, including abnormal DNA hypermethylation inhibit VDAC2 expression and VDAC2 regulates the sperm motility, to reveal the potential causes of IAS disease from epigenetics.

电压依赖性阴离子通道蛋白2(VDAC2)在调节细胞凋亡以及物质转运等生物学行为中发挥重要作用。然而关于精子头部和鞭毛区VDAC2蛋白调控精子活力分子机制的研究鲜有报道。我们前期已证实,特发性弱精子症患者(IAS)精子VDAC2表达降低,并且VDAC2表达受甲基化调控。DNA甲基化阻止转录因子结合抑制基因的表达,我们比较正常人精子和IAS精子VDAC2启动子区CpG岛甲基化,发现VDAC2表达受甲基化调控;同时IAS VDAC2启动子区CpG岛甲基化明显增高。结合查阅文献和我们前期获得的结果,我们提出假设:VDAC2启动子区CpG岛高甲基化抑制转录因子与核心启动子结合,抑制VDAC2表达,精子内Ca2+含量降低,导致精子活力下降。为验证此假说,本项目拟从DNA甲基化调控VDAC2基因表达和VDAC2蛋白调控精子活力的分子机制两个层面,阐述特发性弱精子症患者在表观遗传层面的发病原因。

项目摘要

本项目我们进一步回答了DNA甲基化调控VDAC2基因转录表达,以及VDAC2调控精子活力的具体分子机制。前期研究已经明确特发性弱精子症患者中VDAC2表达与VDAC2启动子区CpG岛(−1337bp ~ −1059 bp)异常高甲基化修饰有关。我们进一步通过5-AZA-杂氮胞苷去甲基化处理工具细胞293T及HK-2,甲基化特异性PCR证实甲基化干预成功,实时定量PCR及琼脂糖凝胶电泳(WB)技术证实VDAC2表达明显增加;同时,利用补丁甲基化技术证将CpG岛( −1337 bp ~ −1059 bp)进行甲基化修饰后,荧光素酶报告基因实验证实VDAC2转录活性明显降低。我们进一步利用JASPER数据库预测ZNF384、SNAI2,以及ZEB1 三个转录因子可能参与DNA甲基化修饰调控VDAC2转录表达,通过干扰及过表达技术发现转录因子ZEB1参与VDAC2基因的转录调控。染色质免疫共沉淀技术(ChIP)揭示转录因子ZEB1与VDAC2启动子区CpG岛( −1337 bp ~ −1059 bp)结合,凝胶迁移率实验(EMSA)结果表明经补丁甲基化修饰后,ZEB1与 VDAC2启动子区CpG岛( −1337 bp ~ −1059 bp)结合力与对照组相比显著降低。由此表明,在DNA甲基化酶DNMT3b的作用下,VDAC2启动子区CpG岛( −1337 bp ~ −1059 bp)甲基化水平增加,抑制了转录因子ZEB1与启动子区的结合,从而抑制了下游VDAC2的表达。同时,我们利用VDAC2单克隆抗体体外研究表明VDAC2可能通过影响精子内ATP含量调控精子活力;依托于南京医科大学生殖国家重点实验室,采用睾丸网微注射技术构建VDAC2低表达精子模型,研究结果表明VDAC2主要通过干预精子内ATP及钙离子含量,调控精子活力。相比较钙离子前后浓度的改变,ATP对精子活力的影响更加直接,受VDAC2调控的影响也更加大。由此表明,在特发性弱精子症患者中VDAC2 基因启动子区 CpG 岛异常的高甲基化抑制转录因子与核心启动子内转录因子结合位点结合,引起 VDAC2 mRNA 和 VDAC2 蛋白表达降低,精子内ATP含量明显降低,致精子活力减弱,最终引起男性不育。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

Efficient photocatalytic degradation of organic dyes and reaction mechanism with Ag2CO3/Bi2O2CO3 photocatalyst under visible light irradiation

Efficient photocatalytic degradation of organic dyes and reaction mechanism with Ag2CO3/Bi2O2CO3 photocatalyst under visible light irradiation

DOI:
发表时间:2016
2

DeoR家族转录因子PsrB调控黏质沙雷氏菌合成灵菌红素

DeoR家族转录因子PsrB调控黏质沙雷氏菌合成灵菌红素

DOI:10.3969/j.issn.1673-1689.2021.10.004
发表时间:2021
3

1例脊肌萎缩症伴脊柱侧凸患儿后路脊柱矫形术的麻醉护理配合

1例脊肌萎缩症伴脊柱侧凸患儿后路脊柱矫形术的麻醉护理配合

DOI:10.3870/j.issn.1001-4152.2021.10.047
发表时间:2021
4

Empagliflozin, a sodium glucose cotransporter-2 inhibitor, ameliorates peritoneal fibrosis via suppressing TGF-β/Smad signaling

Empagliflozin, a sodium glucose cotransporter-2 inhibitor, ameliorates peritoneal fibrosis via suppressing TGF-β/Smad signaling

DOI:10.1016/j.intimp.2021.107374
发表时间:2021
5

An alternative conformation of human TrpRS suggests a role of zinc in activating non-enzymatic function

An alternative conformation of human TrpRS suggests a role of zinc in activating non-enzymatic function

DOI:10.1080/15476286.2017.1377868.
发表时间:2017

王增军的其他基金

批准号:30973199
批准年份:2009
资助金额:31.00
项目类别:面上项目
批准号:81270685
批准年份:2012
资助金额:70.00
项目类别:面上项目
批准号:30872575
批准年份:2008
资助金额:30.00
项目类别:面上项目

相似国自然基金

1

电压依赖性阴离子通道蛋白对人类精子活力的影响及机制

批准号:81170612
批准年份:2011
负责人:张炜
学科分类:H0405
资助金额:14.00
项目类别:面上项目
2

电压依赖性阴离子通道蛋白在特发性弱精子症发病机制中的作用研究

批准号:81200467
批准年份:2012
负责人:刘边疆
学科分类:H0405
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
3

人精子表面电压依赖性阴离子通道的基础和临床研究

批准号:30872575
批准年份:2008
负责人:王增军
学科分类:H0405
资助金额:30.00
项目类别:面上项目
4

电压依赖阴离子通道1(VDAC1)参与结蛋白病线粒体异常的机制研究

批准号:81260194
批准年份:2012
负责人:洪道俊
学科分类:H0911
资助金额:49.00
项目类别:地区科学基金项目