甲基苯丙胺改变成瘾小鼠突触可塑性基因的甲基化修饰

毛俊鸿; 鲁丹枫; 徐玉; 代毅聪; 张哲瑞; 李悦; 王昆华

doi:10.12259/j.issn.2095-610X.S20220121

甲基苯丙胺改变成瘾小鼠突触可塑性基因的甲基化修饰

doi: 10.12259/j.issn.2095-610X.S20220121

毛俊鸿^{1, 2},
鲁丹枫¹,
徐玉^{1, 2},
代毅聪^{1, 2},
张哲瑞^{1, 2},
李悦^{1, 2},
王昆华^{1, 3, ,}

1.
国家卫生健康委毒品依赖和戒治重点实验室，昆明医科大学，云南昆明　650500
2.
昆明医科大学第一附属医院胃肠与疝外科，云南昆明　650032
3.
云南大学党政办公室，云南昆明　650031

基金项目: 国家自然科学基金资助项目（81870458，81860100）；中国医学科学院中央级公益性科研院所基金项目资助（2019PT310003）

详细信息

作者简介:
毛俊鸿（1992～），男，福建漳州人，在读硕士研究生，主要从事胃肠外科研究工作

通讯作者:
王昆华，E-mail：wangkunhua1964@163.com

中图分类号: R74
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出版历程
- 收稿日期: 2021-12-10
- 网络出版日期: 2021-12-20
- 刊出日期: 2022-01-15

Methamphetamine Alters Methylation Modifications of Synaptic Plasticity Genes in Addicted Mice

Junhong MAO^{1, 2},
Danfeng LU¹,
Yu XU^{1, 2},
Yicong DAI^{1, 2},
Zherui ZHANG^{1, 2},
Yue LI^{1, 2},
Kunhua WANG^{1, 3
, ,}

1.
NHC Key Laboratory of Drug Addiction Medicine，Kunming Medical University，Kunming Yunnan 650500
2.
Dept. of Gastrointestinal and Hernia Surgery，The 1st Affiliated Hospital of Kunming Medical University，Kunming Yunnan 650032
3.
Party and Administration Office of Yunnan University，Kunming Yunnan 650032，China

摘要

摘要: 目的研究慢性甲基苯丙胺（methamphetamine，MA）成瘾小鼠神经突触可塑性基因的表达变化情况。方法选用C57BL/6J小鼠，模拟人类药物成瘾模式，分段渐进性腹腔注射给药5 mg/kg、10 mg/kg或者生理盐水。选取小鼠的大脑皮质和海马组织，通过亚硫酸氢盐处理基因组DNA和甲基化特异性PCR （methylmion specific PCR，MSP）对突触可塑性基因表达水平进行检测，运用BiQ-Analyzer软件对测序结果进行比对和DNA甲基化分析。结果相比盐水处理组小鼠，MA成瘾组小鼠大脑皮层的Egr2 （P = 0.064）基因启动子CpG位点的甲基化修饰增加，而Eln（P = 0.083）基因启动子的甲基化修饰降低；海马组织中，Arc（P = 0.025）、Egr2（P = 0.034）基因甲基化修饰增加，而Eln（P = 0.063）基因甲基化修饰降低。结论突触可塑性基因的甲基化修饰可能参与MA成瘾机制的形成。
- 甲基苯丙胺 /
- 突触可塑性基因 /
- MSP /
- DNA甲基化
Abstract: Objective To investigate the expression changes of synaptic plasticity genes in chronic methamphetamine （MA） addicted mice. Methods C57BL/6J mice were selected to simulate the human drug addiction model, and the drugs were injected intraperitoneally with 5 mg/kg, 10 mg/kg or normal saline. The cerebral cortex and hippocampus of mice were selected, and the gene expression level of synaptic plasticity was detected by bisulfite treated genomic DNA and methylation specific PCR （MethylmionSpecificPCR, MSP）. The sequencing results were compared and DNA methylation was analyzed by BiQ-Analyzer software. Results Compared to mice in the saline-treated group, MA addiction group mice showed increased methylation modification of the Egr2 （P = 0.064） gene promoter CpG site and decreased methylation modification of the Eln （P = 0.083） gene promoter in the cerebral cortex; in hippocampal tissue, methylation modification of the Arc （P = 0.025） and Egr2 （P = 0.034） genes was increased, while Eln （P = 0.063） gene methylation modifications were decreased. Conclusion Methylation of synaptic plasticity genes may be involved in the formation of MA addiction mechanism.
- Methamphetamine /
- Synaptic plasticity /
- Immediate early gene /
- DNA Methylation.

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图 1 生理盐水处理组和MA处理组大脑皮质和海马组织CpG岛甲基化修饰对比

A：生理盐水处理组和MA处理组大脑皮质基因组和海马组织基因组Arc启动子BSP测序结果，在海马组织中Arc（P < 0.05）；B：生理盐水处理组和MA处理组大脑皮质基因组和海马组织基因组Fos启动子BSP测序结果；C：生理盐水处理组和MA处理组大脑皮质基因组和海马组织基因组Egr2启动子BSP测序结果，在海马组织中Egr2（P < 0.05）；D：生理盐水处理组和MA处理组大脑皮质基因组和海马组织基因组Egr4启动子BSP测序结果。甲基化的CpG位点用实心圆圈表示、非甲基化的CpG位点用空心圆圈表示。一个测序克隆为一行。

Figure 1. Comparison of Methylation modification of CpG islands in cerebral cortex and hippocampus between saline treated group and MA treated group

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图 2 生理盐水处理组和MA处理组大脑皮质和海马组织CpG岛甲基化修饰对比

A：生理盐水处理组和MA处理组海马组织基因组Dusp1启动子BSP测序结果；B：生理盐水处理组和MA处理组海马组织基因组Eln启动子BSP测序结果，在海马组织中Eln（P = 0.063）。甲基化的CpG位点用实心圆圈表示、非甲基化的CpG位点用空心圆圈表示。一个测序克隆为一行。

Figure 2. Comparison of CpG island Methylation modifications in hippocampal tissues between the saline group and the MA treatment group

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表 1 BSP引物表（5′→3′）

Table 1. Primer list for BSP （5′→3′）

基因	正向引物	反向引物
Fos	GTGGGTAAGTTTTATTTTAGGA	TAAAAAATCTCCTAAACCTTCC
Arc	GTATATTGTGTGGTTAGGATGG	TAAAACCCTAACTCCCATTAAC
Egr4	AATAAATTGGTATTAGGTGGGAAT	CAATCCCCCCACTTATATAACTA
Egr2	TTTAGTTTGGGTAGGGAAGAAA	CTAACTTCCCTACTCCCCATT
Dusp1	GGTGGGAATTAATTGGAAGTAT	CACCCTCCTATCCTCTAAACTC
Eln	AGGAGGTTTGTAAGTTTGGTTTT	AAATTCCCCATCAATCTTACC

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