同型半胱氨酸对人神经细胞株基因组稳定性和细胞周期的影响

作     者：严敏 

作者单位：云南师范大学 

学位级别：硕士

导师姓名：汪旭;郭锡汉

授予年度：2021年

学科分类：0710[理学-生物学] 07[理学] 071007[理学-遗传学] 

主      题：同型半胱氨酸 基因组稳定性 细胞周期 SH-SY5Y 阿尔茨海默病 

摘      要：同型半胱氨酸(Hcy)是一碳代谢中的一种含硫非必需氨基酸。临床上,血浆Hcy高于15μmol/L被定义为高同型半胱氨酸血症。高水平Hcy能诱发人外周血淋巴细胞基因组损伤,也是心脑血管疾病的独立风险因子。遗传和膳食因素均可影响血浆Hcy水平。前期研究提示高水平Hcy及基因组损伤均与阿尔茨海默病(AD)发生风险相关,但其精准的内涵与机制却悬而未绝。本研究用神经生物学研究的细胞模型SH-SY5Y探索Hcy对基因组稳定性、细胞周期的影响及其机制。根据Hcy在人血浆中的病理浓度以及对SH-SY5Y细胞的生长影响,以100和1000μmol/L的Hcy处理细胞14天,并设置阴性对照。以胞质阻断微核细胞组分析(CBMN-cyt)评价各受试组细胞的基因组不稳定(GIN);转录谱测序比对Hcy组和对照组转录谱差异;通过生物信息学技术对转录谱中的差异表达基因进行富集和筛选;GO和KEGG预测受Hcy影响的细胞周期相关基因,并以RT-q PCR验证。在此基础上以流式细胞术分析不同浓度Hcy对细胞周期进程的影响。结果显示:(1)100和1000μmol/L的Hcy均导致SH-SY5Y细胞GIN显著高于对照(P0.05),其中微核(MN)和核质桥(NPB)发生频率极显著增加(P0.01);(2)转录谱分析显示,100μmol/L Hcy组出现2999个显著差异表达基因,其中显著上调2882个,显著下调117个;经GO和KEGG分析,差异表达基因与细胞周期通路关联度较强;(3)RT-q PCR验证,100μmol/L Hcy显著上调G1–S期转变相关基因ORC5,ORC6,CCND1,E2F6,CHEK1,CHEK2,GSPT1的转录表达(P0.01);而1000μmol/L Hcy显著下调G1–S期转变相关基因ORC4,ORC5,ORC6,CCND1,E2F6,CHEK1,GSPT1转录表达(P0.05),提示不同浓度的Hcy对G1–S期转变可能存在不同的影响;(4)与对照组相比,1000μmol/L Hcy显著增加G0/G1期细胞百分数(P0.01)并显著降低S期细胞百分数(P0.01),提示1000μmol/L Hcy诱发SH-SY5Y细胞停滞在G0/G1期。综上所述,在离体条件下,高水平Hcy可显著诱发神经细胞基因组损伤,干扰G1/S期检查点,导致细胞阻滞在G0–G1期。本研究结果为解析Hcy与AD的风险提供了新的信息。