YY1/HDAC协同介导尼古丁抑制胎肾上腺StAR表达的转录调控机制

宫内发育迟缓(IUGR)为常见发育毒性，其发病率约7.5%，可导致成年代谢综合征易感性增加。烟雾(尼古丁)暴露是IUGR的确切诱因，但发生机制不明。我们前期通过整体和细胞实验，证实尼古丁可降低胎肾上腺甾体合成急性调节蛋白(StAR)表达；通过全基因表达谱分析，发现尼古丁可引起胎肾上腺组蛋白去乙酰化酶HDAC7A基因和转录因子Yin Yang 1(YY1)调节相关基因的表达变化。而文献报道，YY1和HDAC可协同抑制StAR基因表达。为此，本项目拟在整体水平综合评价尼古丁发育毒性的基础上，进一步在细胞和分子水平利用ChIP、IP及siRNA等技术，研究YY1/HDAC协同介导尼古丁抑制胎肾上腺StAR基因表达的转录调控机制，探讨"尼古丁-YY1/HDAC-StAR基因组蛋白去乙酰化-胎肾上腺StAR-IUGR"之间的联系，阐明尼古丁的发育毒性机制，解析代谢综合征的发育起源。

宫内发育迟缓（IUGR）是最常见的发育毒性，可引起成年代谢综合征易感性增加。孕期烟雾和尼古丁暴露是引起IUGR的确切病因，但其机制研究甚少，本项目旨在研究尼古丁引起IUGR的表观遗传机制。建立孕期尼古丁暴露致大鼠IUGR模型或尼古丁处理人胎肾上腺NCI-H295A细胞，利用苏木精一伊红染色 （HE）及电镜观察胎肾上腺形态学改变，利用ELISA法检测胎鼠血清或培养液中皮质酮（CORT）或皮质醇含量，利用real time PCR、western blotting及免疫组化法检测胎肾上腺甾体合成相关酶(StAR, P450scc, 3β-HSD, P450c17, P450c21, P450c11)、DNA甲基转移酶（Dnmt3b和Dnmt1）、组蛋白去乙酰化酶（HDAC1，2，3，7）和转录因子（YY1、SF-1）表达；利用CHIP、BSP、MSP法检测StAR基因启动子区组蛋白乙酰化和DNA甲基化修饰及YY1-StAR间的相互作用；并在细胞水平利用去乙酰化酶抑制剂（TSA）观察尼古丁对StAR基因及转录因子YY1、SF-1表达的影响。动物实验发现，孕期尼古丁暴露可引起胎肾上腺形态异常，甾体合成相关酶表达及甾体合成功能降低，IUGR发生率增加；可诱导YY1及HDAC2表达而抑制SF-1表达，StAR基因启动子区组蛋白乙酰化降低；而StAR基因启动子区DNA甲基化率无改变。细胞实验发现，尼古丁也可引起NCI-H295A细胞甾体合成相关酶表达及甾体合成功能降低；可诱导NCI-H295A细胞中转录因子YY1及HDAC1、HDAC2、HDAC7A表达增加，SF-1表达降低，StAR和SF-1基因启动子区组蛋白乙酰化降低，YY1-StAR间的相互作用增加；抑制剂实验发现，TSA可调节YY1、SF-1表达。同时还发现，尼古丁可引起StAR基因启动子区-377单一位点甲基化。因此，YY1/HDAC协同作用介导尼古丁抑制胎肾上腺StAR表达及甾体合成，导致IUGR发生；StAR基因表达抑制还与StAR基因启动子区-377单一位点甲基化有关；SF-1去乙酰化调控也介导尼古丁抑制胎肾上腺甾体激素合成。本研究对于深刻阐明尼古丁调节甾体激素合成的表观遗传机制，系统认识尼古丁的发育毒性，解析代谢综合征的发育起源皆具有重要的理论价值和现实意义。