左归降糖解郁方对糖尿病并发抑郁症大鼠海马H3K18乳酸化修饰表达的影响及其调控基因预测研究

摘要

目的 研究左归降糖解郁方对糖尿病并发抑郁症大鼠海马组蛋白3赖氨酸残基18(H3K18)乳酸化修饰(H3K18la)表达的影响并预测其调控的靶基因。方法 雄性SD大鼠70只按体质量分为正常组(10只)和造模组(60只)。造模组大鼠高脂饲料喂养4周后，尾静脉注射链脲佐菌素38 mg/kg,再进行慢性温和不可预知应激4周造模。造模成功大鼠按随机数字表法分为模型组，阳性药[二甲双胍(0.18 g/kg)联合氟西汀(1.8 mg/kg)]组，左归降糖解郁方高、中、低剂量(20.52、10.26、5.13 g/kg)组，每组10只。各组大鼠分别给予相应药液，正常组和模型组予等体积蒸馏水，连续28 d。给药后，采用强迫游泳和水迷宫实验检测大鼠的抑郁样行为和认知功能，采用酶联免疫吸附测定法检测大鼠血液糖化血红蛋白、胰岛素、乳酸含量及海马匀浆液的乳酸含量，采用蛋白质印迹法检测海马H3K18la表达，采用靶向切割和标签技术(CUT&Tag)靶向海马H3K18la表观遗传修饰区域并分析其结合的转录因子，进行京都基因和基因组百科全书富集分析和蛋白质-蛋白质相互作用网络分析，筛选H3K18la调控的关键途径及靶基因。结果 与正常组比较，模型组大鼠水中强迫游泳实验不动时间延长、水迷宫实验逃避潜伏期增加、目标象限路程比减少(P<0.01),血清乳酸含量升高而海马匀浆液中的乳酸含量减少(P<0.01),海马H3K18la蛋白表达降低(P<0.01)。与模型组比较，左归降糖解郁方中、高剂量组大鼠不动时间、逃避潜伏期减少(P<0.01),目标象限路程比增加(P<0.01),空腹血糖、胰岛素和糖化血红蛋白含量降低(P<0.05,P<0.01),海马匀浆液中的乳酸含量和H3K18la蛋白表达增加(P<0.05,P<0.01)。CUT&Tag实验发现，H3K18la结合的DNA序列主要富集在转录起始位点，左归降糖解郁方可影响H3K18la调控的粘合连接等细胞互作方式、转化生长因子β(TGF-β)信号通路、调节干细胞多能性的信号通路、丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)信号通路、胰岛素抵抗等途径，筛选得到12个靶基因。结论 左归降糖解郁方可增加糖尿病并发抑郁症大鼠海马乳酸含量并提高H3K18la水平，H3K18la可能影响海马内神经细胞互作、神经干细胞功能调节、TGF-β和MAPK信号、胰岛素抵抗等过程。

关键词

左归降糖解郁方 / 糖尿病并发抑郁症 / 乳酸化修饰 / 组蛋白3赖氨酸残基18 / 大鼠

基金资助

国家自然科学基金面上项目(No.82474476,No.82104839); 湖南省自然科学基金项目(No.2024JJ4033,No.2023JJ30476,No.2025JJ80936); 湖南中医药大学校院联合基金项目(No.2024XYLH026)