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目的:用体外实验的研究方法,观察硫酸铍(BeSO4)致人胚肺成纤维细胞(MRC-5)中三磷酸肌醇受体Ⅲ型(IP3RⅢ)DNA甲基化的变化、DNA甲基化相关基因DNMT1、DNMT3a、DNMT3b、MBD2、MeCP2的表达水平、IP3RⅢ的表达水平及细胞内钙离子浓度的改变,探讨硫酸铍是否通过DNA甲基化机制影响细胞的损伤。用DNA甲基化转移酶抑制剂5-氮杂胞苷(AZC)对人胚肺成纤维细胞进行干预,进一步验证硫酸铍致人胚肺成纤维细胞的损伤是否通过DNA甲基化机制造成,同时用适量的去乙酰化酶抑制剂(TSA)干预细胞,观察在DNA甲基化过程中是否存在组蛋白乙酰化协同作用。方法:将体外培养人胚肺成纤维细胞,分为4组,空白组、BeSO4组(低中高BeSO4组,浓度分别为1、10、100μmol/L)、干预组(DNA甲基化转移酶抑制剂与硫酸铍组、乙酰化抑制剂与硫酸铍组,浓度分别为10μmol/LAZC+10μmol/LBeSO4、0.5μmol/LTSA+10μmol/LBeSO4)、阳性对照组(DNA甲基化转移酶抑制剂组、去乙酰化酶抑制剂组,浓度分别为AZC10μmol/L、TSA0.5μmol/L)。细胞生长至对数生长期,根据实验需求,达到细胞密度后,加入药物培养24h后收集细胞,分别进行以下实验:1.巢式降落式甲基化特异性PCR(nM-PCR)法检测IP3RⅢDNA甲基化改变;2.qPCR测定DNMT1、DNMT3a、DNMT3b、MBD2、MeCP2mRNA的表达;3.免疫组化(SP)法检测IP3RⅢ的表达4.激光共聚焦法检测细胞内[Ca2+]的水平;5. PCR法检测AZC对IP3RⅢDNA甲基化及TSA对组蛋白乙酰化干预作用,qPCR法检测AZC对DNA甲基化相关基因的干预作用,同时利用相同的方法观察TSA的协同作用。结果(1)DNA甲基化实验结果显示:BeSO4中、高剂量组IP3RⅢDNA甲基化程度与对照组相比,差异有统计学意义(P﹤0.01),且随着药物浓度的增加IP3RⅢ DNA甲基化程度降低。(2)qPCR结果显示:BeSO4中、高剂量组DNMT1、DNMT3bmRNA表达与对照组相比显著降低(P﹤0.01);BeSO4低、中、高剂量组DNMT3a、MBD2和MeCP2mRNA表达与对照组相比均降低(P﹤0.05或P﹤0.01)。(3)免疫组化实验结果显示:BeSO4中、高剂量组IP3RⅢ表达与对照组比较,IP3RⅢ表达量升高(P﹤0.05或P﹤0.01)。(4)激光共聚焦实验结果显示:BeSO+4高剂量组细胞内[Ca2]浓度高于对照组,差异具有统计学意义(P﹤0.01)。(5)AZC对DNA甲基化干预作用实验结果表明:AZC阳性对照组、AZC干预组,IP3RⅢDNA甲基化程度与对照组相比,差异均具有统计学意义(P﹤0.01);AZC干预组较BeSO4中剂量组、AZC阳性对照组相比IP3RⅢDNA甲基化的程度明显降低。AZC阳性对照组、AZC干预组中DNMT1、DNMT3a、DNMT3b、MBD2和MeCP2mRNA表达与对照组相比,差异均具有统计学意义(P﹤0.01)且AZC干预组较BeSO4中剂量组、AZC组中DNMT1、DNMT3a、DNMT3b、MBD2和MeCP2mRNA表达量降低。(6)TSA对乙酰化干预作用实验研究:TSA阳性对照组、TSA干预组中IP3RⅢ乙酰化程度与对照组相比,差异均具有统计学意义(P﹤0.01);TSA干预组较BeSO4中剂量组、TSA阳性对照组,IP3RⅢ乙酰化程度降低。TSA对照组、TSA干预组中DNMT1、DNMT3a、DNMT3b、MBD2和MeCP2mRNA表达与对照组相比,差异均具有统计学意义(P﹤0.01)且TSA干预组较BeSO4中剂量组、TSA阳性对照组DNMT1、DNMT3a、DNMT3b、MBD2和MeCP2mRNA相对量降低。结论(1)BeSO4可引起MRC-5细胞中IP3RⅢDNA甲基化。(2)BeSO4可能通过IP3RⅢDNA甲基化机制引起MRC-5细胞的损伤。(3)BeSO4可引起MRC-5细胞内钙离子浓度增高。(4)通过甲基化抑制剂进一步验证了BeSO4引起MRC-5细胞的损伤过程中DNA甲基化起到了关键作用。(5)组蛋白乙酰化在DNA甲基化过程中起协同作用。