NET基因启动子区DNA甲基化及组蛋白修饰在抑郁症与高血压相关性中的作用机制研究

Depression is a common mental disorder, which has been demonstrated to be associated with hypertension in plenty of epidemiological, biological and genetic studies. Biological studies indicate that increased sympthetic nerve activity, including increased levels of norepinephrine (NE) and reduced levels of norepinephrine transporter (NET), may function in the association between depression and hypertension,through the epigenetic modification in the promoter region of NET gene. The aim of the present study is to detect the epigenetic modification in the NET gene expression and function changes, and to reveal the role of DNA methylation and histone modification on the depression-hypertension association, by comparing the levels of DNA methylation, histone methylation and acetylation in promoter region of NET gene in subjects of different depression-hypertension groups. Furthermore, the present study is to reveal the interaction between epigenetic modification and genetic variants in common complex diseases, through DNA methylation, histone modification and single nuclear polymorphisms analysis. This study will provide more information on prevention and treatment of depression and hypertension. This study will provide a new direction in detecting the mechanism of depression and hypertension association.

抑郁症是一种常见的情感障碍，大量研究提示抑郁症与高血压相关，交感神经活性的增加，包括去甲肾上腺素（norepinephrine，NE）水平的增加和去甲肾上腺素转运蛋白（norepinephrine transporter，NET）活性的下降，在二者相关性中发挥着重要作用，而这一作用可能是受NET基因启动子区的表观遗传修饰所调控的。本研究拟通过比较不同的抑郁症-高血压亚组之间，外周血淋巴细胞NET基因启动子区DNA甲基化、组蛋白甲基化和乙酰化与NET表达量及NE浓度的关系，研究表观遗传调控对NET基因表达及功能的影响，揭示抑郁症与高血压相关性中的表观遗传学调控机制；通过对NET基因启动子区表观遗传学变化及单核苷酸多态性的分析，探索表观遗传调控与基因突变在复杂性状病中的作用。该研究将为高血压、抑郁症的防治提供更多理论支持，为抑郁症与高血压相关性的机制研究提供新的科研思路。

交感神经活性的增加（NE水平的增加和NET活性的下降），以及炎症反应的增强，在高血压和抑郁症相关性中发挥着重要作用，而这种作用可能是受NET基因启动子区的表观遗传修饰所调控的。本研究通过比较各抑郁症-高血压亚组间，外周全血白细胞NET基因启动子区DNA甲基化、组蛋白乙酰化与NET表达量及NE浓度的关系，探索表观遗传调控对NET基因表达及功能的影响以及表观遗传修饰在抑郁症与高血压相关性中的作用；通过比较全血及细胞模型中TNF-α和IL-6的表达差异，探索炎症反应在高血压和抑郁症相关性中的作用，以及NET与TNF-α和IL-6间的关系。利用qPCR和Western blot等技术，检测受试者全血细胞中和细胞模型（HUVEC细胞和神经细胞）中NET、HAT、HDAC、MeCP2、TNF-α和IL-6的表达水平；通过ChIP-PCR方法，检测受试者全血细胞中NET基因启动子区的H3K27ac水平；采用ELISA方法，对受试者血浆NE水平进行检测。研究未发现NET基因启动子区DNA甲基化与高血压及抑郁症的有关；与对照组相比，D-H组和nonD-H组的NET基因表达、NET基因启动子区H3K27ac水平以及HAT水平均显著降低，而血浆NE水平、HDAC表达则显著增高；TNF-α和IL-6在D-H组和nonD-H组的表达显著高于nonD-nonH组；在转染了NET过表达载体的细胞模型中，MeCP2、TNF-α和IL-6的表达显著下降，而在转染了NET沉默载体的细胞模型中，MeCP2、TNF-α和IL-6的表达显著升高，提示NET的表达与MeCP2、TNF-α和IL-6呈负相关。由此推测，NET基因启动子区H3K27ac水平的下降及组蛋白去乙酰化水平的增加可能通过抑制NET基因的表达使血浆NE浓度增加，一方面造成交感神经活性增强，另一方面使TNF-α和IL-6表达增加，从而导致高血压和抑郁症的共病。后续研究将继续探索交感神经活性与炎症反应相互作用的模式和通路。MeCP2的表达与不同的高血压和抑郁状态有关，提示甲基化依旧可能参与了高血压和抑郁症的相互作用，但可能是通过其他CpG位点发挥作用。后续研究将采用目标区域甲基化测序和组蛋白甲基化检测，以发现更多的DNA甲基化差异表达位点，并验证其他形式甲基化的作用。