组蛋白乙酰化和去乙酰化对MRTF-A抗脑缺血诱导神经细胞凋亡的影响及机制

组蛋白乙酰化酶（HAT）/去乙酰化酶（HDAC）控制核小体组蛋白乙酰化状态并调控基因转录。脑缺血可改变与细胞凋亡相关基因结合的组蛋白乙酰化状态，影响神经细胞凋亡。我们前期研究证明：SRF的协同转录因子MRTF-A抑制缺血诱导的神经细胞凋亡；MRTF-A上调与靶基因启动子结合的组蛋白乙酰化；具有HAT活性的p300可协同MRFT-A抗细胞凋亡，HADC5则抑制之。提示组蛋白乙酰化/去乙酰化可能在MRTF-A抗脑缺血诱导的神经细胞凋亡中具重要作用。在此基础上，本研究进一步证明MRTF-A自身通过促进组蛋白乙酰化，激活抗凋亡基因的转录；p300 或HDAC5与MRTF-A通过蛋白相互作用，加强或抑制MRTF-A对组蛋白乙酰化水平及对神经细胞凋亡相关靶基因表达的影响。最终在分子-细胞-整体水平上阐明p300协同MRTF-A抗神经细胞凋亡可能的分子机制，为缺血性脑血管疾病的防治和新药研发提供理论依据

MRTF-A是血清反应因子协同转录因子。MRTF-A与SRF形成蛋白复合物，并通过SRF与靶基因启动子上的CArG盒结合，激活与细胞凋亡相关基因（如mcl-1等）的转录，抑制神经细胞凋亡。组蛋白乙酰化酶（HATs）和去乙酰化酶（HDACs）控制着核小体组蛋白的乙酰化及去乙酰化状态。P300是一个腺病毒E1A相关的协同转录因子，拥有内在的HATs的活性，可增强其它转录因子对靶基因的激活。本研究在整体动物-细胞-分子水平上，将进一步证明P300/HDAC5通过影响组蛋白的乙酰化-去乙酰化状态，协同或拮抗MRTF-A抗缺血缺氧诱导的神经细胞凋亡的分子机制。.研究结果表明：⑴p300增强MRTF-A对MCL-1、BCL-2转录激活作用，上调MCL-1、BCL-2表达, 进而抑制神经细胞凋亡，并具有剂量依赖性，而HDAC5则拮抗MRTF-A的作用，且该作用依赖于MCL-1、BCL-2的启动子上CArG box；同时，进一步证明了P300能促进MRTFA结合于MCL-1/BCL-2启动子CArG上，增强MRTF-A对Mcl-1/Bcl-2转录表达的上调，抑制缺血缺氧诱导的神经细胞凋亡，且该作用与p300的HAT活性有关；⑵缺血缺氧抑制皮层细胞组蛋白H3乙酰化水平，上调HDAC活性；MRTF-A能逆转缺氧对组蛋白H3乙酰化的抑制及对HDAC活性的上调；P300显著上调组蛋白H3乙酰化（K9/18）水平，降低HDAC活性,且该作用与MRTF-A相关；⑶Co-IP及免疫荧光结果显示：MRTF-A与P300能形成蛋白-蛋白复合物；同时P300也能增强MRTF-A与SRF间蛋白-蛋白相互作用；⑷在MCAO/再灌注动物模型上，证明了随着caspase-3表达下降、BCL-2及MCL-2表达的升高，内源性MRTF-A与P300的表达变化呈现正相关，而HDAC5与MRTF-A则具有负相关；同时，我们构建了含有MRTF-A基因序列的慢病毒(LV-MRTF-A)，在整体动物水平证明了过表达MRTF-A能明显抗脑缺血再灌注（MCAO/R）损伤诱导的神经细胞凋亡。最终在整体动物-细胞-分子水平上，证明P300/HDAC5与MRTF-A发生蛋白-蛋白相互作用，产生协同或抑制效应，进而抗缺血性脑损伤作用分子机制，为防治缺血性脑血管疾病提供理论依据。