遗忘型MCI转归为阿尔茨海默病过程中BDNF基因的表观遗传学机制

The molecular mechanism of the progression from amnestic MCI to AD remains unclear. We have found the dynamic changes of serum BDNF level in patients with amnestic MCI progressing to AD. However, the specific genes associated with the pathogenesis of amnestic MCI and AD have not been discovered, suggesting that the epigenetic modification of BDNF gene might play a role in this process. In this project, we select epigenetic study as an entry point and use the epidemiology idea of retrospective sectional and prospective longitudinal study design to investigate the DNA methylation status of BDNF gene by using the Bisulfite sequencing PCR (BSP) and Methylation specific PCR (MSP) technology in case-control samples (consist of AD patients, amnestic MCI patients and healthy controls) and follow up samples (consist of the four years followed up amnestic MCI patients) and to compare the difference of DNA methylation levels in the BDNF gene. By exploring the effect of DNA methylation of BDNF gene in the progression from amnestic MCI to AD, this study will provide the theoretical basis for the etiology and pathogenesis of AD, searching for the sensitive molecular markers and prognostic prediction of amnestic MCI.

遗忘型MCI（aMCI）转归为AD的分子机制至今未明。我们前期研究发现aMCI患者向AD转归过程中血清BDNF水平存在着动态变化，但未发现BDNF基因与aMCI和AD特异性相关，提示BDNF基因的表观遗传学修饰可能参与aMCI向AD的转归过程。本研究以DNA甲基化为切入点，采用病例对照的回顾性横向研究和跟踪随访的前瞻性纵向研究相结合的设计思路，利用亚硫酸盐修饰结合焦磷酸测序及甲基化特异性PCR技术，检测病例对照样本（AD患者、aMCI患者和健康对照者）以及跟踪随访样本（4年aMCI随访患者）的BDNF基因甲基化水平，比较不同患者之间和不同转归结局下BDNF基因甲基化水平的差异，以明确BDNF基因甲基化在aMCI转归为AD过程中的作用。本研究为阐明AD的发病机制，寻找AD早期诊断的敏感分子标志物及预测aMCI的转归提供理论依据。

遗忘型MCI（aMCI）转归为AD的分子机制至今未明。我们前期研究发现aMCI患者向AD转归过程中血清BDNF水平存在着动态变化，但未发现BDNF基因与aMCI和AD特异性相关，提示BDNF基因的表观遗传学修饰可能参与aMCI向AD的转归过程。本研究以DNA甲基化为切入点，采用病例对照的回顾性横向研究和跟踪随访的前瞻性纵向研究相结合的设计思路，利用亚硫酸盐修饰结合焦磷酸测序及甲基化特异性PCR技术，检测病例对照样本（AD患者、aMCI患者和健康对照者）以及跟踪随访样本（4年aMCI随访患者）的BDNF基因甲基化水平，比较不同患者之间和不同转归结局下BDNF基因甲基化水平的差异，以明确BDNF基因甲基化在aMCI转归为AD过程中的作用。本研究发现：基线时，在AD和aMCI组人群中， BDNF promoter I上CpG1和CpG2位点和promoter IV 上CpG5 和 CpG6位点的甲基化水平显著高于对照组，AD患者、aMCI患者和健康对照者BDNF基因启动子区域DNA甲基化水平存在差异。随访时，在转归组中BDNF promoter I 上CpG1和CpG2位点和promoter IV 上CpG5 和 CpG6位点的甲基化水平显著高于未转归组，BDNF基因启动子区高甲基化状态可能引起aMCI向AD的转归。利用survival ROC分析，发现BDNF启动子IV的CpG5位点具有最大的曲线下面积AUC为0.910，说明BDNF甲基化水平在aMCI转归为AD中的预测价值。结合本课题组前期对AD模型鼠 miRNA的研究，综合分析了BDNF基因DNA甲基化的检测结果。本研究为阐明AD的发病机制，寻找AD早期诊断的敏感分子标志物及预测aMCI的转归提供理论依据。