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组蛋白翻译后修饰可影响特定基因的表达,从而在多个生理过程中发挥了十分重要的作用,是当前生命科学领域的研究热点之一。组蛋白可逆甲基化由组蛋白甲基转移酶和去甲基化酶催化,通过影响组蛋白的局部空间结构而发挥生物学功能。组蛋白去甲基化酶JMJD1A可催化一甲基化和二甲基化的H3K9(H3K9me1/2)去甲基化,从而发挥了基因激活效应,参与了核受体激活、精子生成、物质代谢和低氧调节等过程,但在肾癌中的作用以及调节机制尚不清晰。本研究以临床肾癌标本、肾癌细胞系以及小鼠肾脏组织为材料,应用定量RT-PCR技术、western blotting技术、免疫组化技术和免疫荧光技术等从mRNA、蛋白质、细胞和组织水平上研究了JMJD1A的表达和调节,主要取得了一下的实验结果:1. JMJD1A参与了肾癌发生过程。对肾细胞癌和癌旁组织通过定量RT-PCR技术、western blotting技术和免疫组化技术发现JMJD1A在肾癌中的表达显著高于癌旁组织,并且主要定位于肾癌组织的毛细血管周围,暗示可能与血管生成相关。2. JMJD1A是一种低氧反应基因。在模拟低氧(添加NiCl2或CoCl2)和真实低氧(1%氧浓度)条件下培养的肾癌细胞中,JMJD1A的mRNA和蛋白质的表达均上升,与此同时低氧诱导因子-1α稳定性增加,从而说明JMJD1A在肾癌细胞中是一种低氧反应基因。3.抗坏血酸对NiCl2诱导的JMJD1A表达升高具有抑制作用。使用不同浓度NiCl2处理肾癌细胞系(模拟低氧),应用定量RT-PCR技术、western blotting技术和免疫荧光技术发现JMJD1A的表达在mRNA、蛋白质水平和细胞水平上均显著升高,且具有浓度依赖性。而当先加入NiCl2,然后再用抗坏血酸处理细胞,则可以显著降低JMJD1A的表达,这意味着抗坏血酸肿瘤抑制作用的一个可能机制,是通过影响组蛋白的甲基化来实现。4. JMJD1A是一种发育相关基因。使用不同发育年龄(2周、4周和6周)的小鼠肾脏组织为材料,应用定量RT-PCR技术和western blotting技术发现在第6周时,Jmjd1a的mRNA和蛋白质的表达量均下降,这意味着Jmjd1a的作用与生长发育相关。5.抗坏血酸可通过调节铁代谢而保护小鼠酒精性肝病。以小鼠为实验动物,研究发现抗坏血酸可上调铁调节激素hepcidin表达,从而抑制了铁吸收,同时下调了肝脏转铁蛋白受体1(TfR1)的表达,减少了铁过载和酒精诱导的肝脏损伤,说明抗坏血酸还可以通过影响铁代谢发挥保护作用。结论:本研究确定了组蛋白去甲基化酶JMJD1A的表达升高与肾癌发生相关,此外JMJD1A还是一种低氧调节基因,可能通过影响其他低氧基因的表达发挥生物学作用。NiCl2可促进JMJD1A在肾癌细胞系中的表达上调,而抗坏血酸对此具有抑制效应,此外抗坏血酸还可通过抑制铁吸收发挥保护肝脏的目的。JMJD1A与肾癌的关联为肾癌发生寻找到一个新的关键分子,为诊断和治疗提供了重要靶点。这些结果一方面突出了组蛋白修饰在肾癌发生中的作用,另一方面还为抗坏血酸用于肾癌预防提供了重要数据支持。