脑缺血大鼠再灌注后组蛋白去乙酰化酶2与O-GlcNAc转移酶表达变化及锌离子的调控作用

摘要

目的 探讨脑缺血再灌注后神经元内锌离子稳态失衡对脑组织中组蛋白去乙酰化酶2(histone deacetylase 2, HDAC2)与神经系统中关键的表观糖基化酶O-GlcNAc转移酶(O-GlcNAc transferase, OGT)表达及其潜在相互作用的影响，以明确锌离子失衡是否参与二者介导的表观遗传调控过程，为揭示脑缺血再灌注损伤中新型的表观遗传调控机制提供依据。方法 采用SD大鼠制备大脑中动脉闭塞(middle cerebral artery occlusion, MCAO)模型，缺血90 min后再灌注6 h或24 h。采用数字表法将大鼠随机分为假手术(Sham)组、MCAO组和MCAO+N,N,N′,N′-四-(2-吡啶基甲基)乙二胺[N,N,N′,N′-tetrakis (2-pyridylmethyl)ethylenediamine, TPEN]组，每组6只。使用蛋白质免疫印迹(Western blotting)法检测脑组织中HDAC2和OGT的表达水平。使用HDOCK服务器进行蛋白-蛋白分子对接，并使用PyMOL进行可视化，分析HDAC2和OGT之间的相互作用。结果 (1)脑缺血再灌注6 h及24 h后大鼠缺血侧脑组织中HDAC2蛋白表达较假手术组显著下调。(2)使用锌离子螯合剂TPEN处理明显上调脑缺血再灌注大鼠6 h及24 h后脑组织中HDAC2蛋白表达。(3)脑缺血再灌注24 h后大鼠缺血侧脑组织中OGT蛋白表达较假手术组显著下调。(4)使用锌离子螯合剂TPEN处理明显上调脑缺血再灌注6 h及24 h后大鼠缺血侧脑组织中OGT蛋白表达。(5)分子对接分析表明HDAC2与OGT具有高可信度的结合构象，提示二者在结构上具备潜在相互作用可能性。结论 脑缺血再灌注可导致大鼠缺血侧脑组织中HDAC2与OGT的表达下调，且与锌离子异常聚集密切相关。OGT与HDAC2可能存在蛋白-蛋白相互作用，提示缺血后锌离子过度积聚可能同时影响HDAC2和OGT的表达水平，并干扰二者之间的相互作用，进而破坏神经元的表观遗传调控过程。

关键词

脑缺血再灌注 / 锌离子 / 组蛋白去乙酰化酶2(HDAC2) / O-GlcNAc转移酶(OGT) / 表观遗传调控 / 脑损伤 / 神经元损伤