HDAC1介导SOX10甲基化导致基因沉默在髄鞘再生障碍中的作用和机制研究

转录因子SOX10在少突胶质细胞发育分化中发挥重要作用。文献和前期研究提示SOX10高甲基化可能通过抑制少突胶质前体细胞（OPCs）分化而导致髄鞘再生障碍，但SOX10高甲基化导致基因沉默的机制不清。鉴于组蛋白去乙酰化酶1（HDAC1）可以调节SOX10的表达，我们推测其机制可能通过DNA甲基转移酶3A(DNMT3A)与HDAC1结合形成复合物，抑制SOX10上游转录因子YY1的表达而抑制SOX10的表达，影响OPCs的分化。本项目拟详细观察OPCs分化和髄鞘再生中SOX10甲基化的模式；在此基础上运用染色质免疫沉淀和RNAi等技术，检测DNMT3A、HDAC1和YY1分别与SOX10基因结合的变化，探讨DNMT3A和HDAC1的复合物、以及该复合物通过YY1影响SOX10甲基化和表达的机制。阐明SOX10甲基化介导髄鞘再生障碍的机制，为脱髓鞘疾病的防治提供新的线索和思路。

本项目拟研究少突胶质细胞相关转录因子Sox10高甲基化介导髄鞘再生障碍的机制，在实施中，我们制备并鉴定了Cuprizone和Met(蛋氨酸)诱导的脱髓鞘和髓鞘再生模型，运用Western blot、qRT-PCR、MeDIP-PCR和BSP观察了Dnmt3a、HDAC1/2和 Sox10等髓鞘相关基因在OPCs分化、脱髓鞘和髓鞘再生过程的表达和甲基化变化。干扰Dnmt3a、运用HDAC的抑制剂以及progesterone观察了对OPCs分化和髓鞘再生的影响、对HDAC1/2表达的影响，以及髓鞘相关基因Olig1，MBP，Sox10等的甲基化改变。运用染色质共沉淀ChIP技术观察了Dnmt3a与HDAC1/2的相互作用。结果显示：（1）成功制备了Cuprizone和Met诱导的小鼠脱髓鞘和髓鞘再生模型，运用LFB染色髄鞘、MBP免疫细胞化学染色和电子显微镜技术，观察了大脑白质胼胝体区脱髓鞘和髄鞘再生的情况。（2）5mC和Dnmt3a在Cuprizone和Met诱导的脱髄鞘模型组中高表达，Sox10 、Olig1 和MBP基因启动子出现高甲基化；MeDIP-PCR实验研究显示在Cuprizone模型中progesterone和联合运用HDAC抑制剂（TSA）组OPCs分化相关基因甲基化程度较对照组显著降低，表达增加。（3）Dnmt3a在生后不同时间点大脑白质胼胝体区髄鞘形成中的表达减弱，并在少突胶质前体细胞中高表达，Dnmt3a干扰对少突胶质前体细胞分化和对在体髄鞘形成具有促进作用，且Sox10 、Olig1 和MBP等基因甲基化程度减弱。ChIP结果显示Dnmt3a 与HDAC1有相互作用。这些结果显示少突胶质细胞相关基因Sox10等在脱髓鞘模型脑白质中高甲基化，Dnmt3a也在此过程中高表达，且其影响少突胶质前体细胞的分化和髄鞘的形成，可能协同HDAC1介导Sox10等基因的高甲基化。