皮质酮改变的基因表达和神经内分泌应激反应轴活动的分子机制的研究

为研究动物生命早期的应激对个体生理的长期影响及其中的分子机制, 从比较动物生理学的角度，以非洲爪蟾为模型，发现了蝌蚪时期暴露在高生理浓度的皮质酮环境中显著影响了成年后个体的生长发育和下丘脑-垂体-肾上腺应激反应轴的活动及功能，明显降低了糖皮质激素受体GR在神经系统中的表达。通过生物信息学的研究发现了GR启动子的CpG岛，克隆了该启动子并构建了重组质粒，分析了皮质酮对GR启动子活性的影响，利用基因芯片技术发现了受到皮质酮调控的表达显著上调的依赖DNA甲基化的转录抑制因子Kaiso，推测早期的皮质酮暴露可能通过DNA甲基化机制抑制GR的表达从而改变应激反应轴的生理活动和功能。本项目将进一步研究皮质酮对GR基因DNA甲基化和组蛋白修饰状态的影响，研究皮质酮通过编程基因表达对个体的生长发育和生理活动产生长期影响的分子机制, 为研究动物对环境的适应性调节以及其中的生理生化机制提供理论依据。

本项目研究在原有工作的基础上，进一步深入研究了蝌蚪时期暴露在高生理浓度的皮质酮激素CORT对个体生长发育的影响和其中的分子机制。发现了蝌蚪时期的高生理浓度 CORT 暴露不仅减低了变态完成时的体重，增加了完成变态的时间，而且增加了脑组织GR 基因CpG岛的甲基化水平。发现了甲基化相关基因DNMT1, MBD3, MeCP2 和Kaiso的发育阶段特异性的表达，以及这种表达趋势与体内CORT在发育过程中的变化趋势的一致性。我们的动物和细胞实验结果首次证实了甲基化结合蛋白Kaiso是CORT的靶基因，CORT处理能显著上调细胞和动物体内Kaiso基因的表达水平。 通过生物信息学分析发现了Kaiso基因启动子的糖皮质激素反应原件（GRE），通过EMSA实验研究了GR与Kaiso基因GRE的结合, 发现GR蛋白可以与生物素结合的GRE脱氧核苷酸结合， 但是不与突变脱氧核苷酸结合。研究结果为进一步探讨CORT 诱导的 DNA 甲基化和 GR表达抑制中的作用机制提供了重要数据。发表了项目标注论文2篇，已接受论文1篇，参加了与项目研究相关的学术会议2次，培养了2名硕士研究生。