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糖尿病模型大鼠视网膜PGC-1α表达和表观遗传修饰的变化
目的 通过检测糖尿病模型大鼠视网膜过氧化物酶体增生物激活受体γ辅助激活因子1α(PGC-1α)mRNA和蛋白表达以及PPARGC1A启动子区DNA甲基化的改变,探讨糖尿病发生和发展过程中PGC-1α的变化趋势、表观遗传学修饰改变及其在糖尿病视网膜病变(DR)代谢记忆中的作用.方法 取清洁级6～7周龄雄性SD大鼠80只,其中60只采用腹腔内注射链脲佐菌素(STZ)的方法建立糖尿病大鼠模型.将60只糖尿病模型大鼠应用随机数字表法随机分为3个组:血糖控制不佳组大鼠造模后4个月内血糖水平控制不佳;血糖半控制组大鼠造模后2个月内血糖水平控制不佳,2个月后维持正常血糖水平;血糖控制组大鼠造模后4个月内均保持正常血糖水平,每组各20只.对照组为周龄匹配的正常饲养大鼠20只.分离各实验组大鼠视网膜组织,应用实时荧光定量PCR法检测PGC-1α及超氧化物歧化酶2(SOD2) mRNA的表达,应用Western blot法检测PGC-1α及锰超氧化物歧化酶(MnSOD)蛋白的表达,应用亚硫酸氢钠测序法(BSP)检测PPARGC1A启动子区DNA甲基化状态的变化.结果 造模后4个月,对照组大鼠体质量明显高于血糖控制不佳组、血糖半控制组和血糖控制组,血糖控制不佳组血糖水平显著高于对照组,差异均有统计学意义(均P=0.000).血糖控制组、血糖半控制组和血糖控制不佳组大鼠视网膜组织中PGC-1 αmRNA相对表达量依次下降,均低于对照组,差异均有统计学意义(均P=0.000);血糖控制组PGC-1αmRNA相对表达量明显高于血糖控制不佳组,差异有统计学意义(P=0.002).血糖控制组、血糖半控制组和血糖控制不佳组大鼠视网膜组织中SOD2 mRNA表达依次增加,均高于对照组,差异均有统计学意义(P=0.006、0.000、0.000);血糖控制组与血糖控制不佳组SOD2 mRNA相对表达量比较,差异有统计学意义(P=0.001).血糖控制不佳组、血糖半控制组和血糖控制组大鼠视网膜中PGC-1α蛋白和MnSOD蛋白相对表达量显著低于对照组,血糖控制组大鼠视网膜PGC-1α蛋白相对表达量显著高于血糖控制不佳组,差异均有统计学意义(均P＜0.05).糖尿病模型大鼠视网膜组织中PPARGC1A启动子区DNA甲基化水平升高,血糖控制不佳组、血糖半控制组大鼠视网膜组织中PPARGC1A启动子区DNA甲基化的水平较对照组明显升高,差异均有统计学意义(P=0.008、0.031),血糖半控制组与血糖控制不佳组间比较,差异无统计学意义(P＞0.05).结论 糖尿病模型大鼠视网膜PGC-1αmRNA及蛋白表达均下降,视网膜SOD2 mRNA表达升高,MnSOD蛋白表达下降,具有代谢记忆的特点.PPARGC1A启动子区DNA甲基化水平的升高可能与PGC-1α表达受到抑制以及代谢记忆相关.
