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第一部分帕金森病(Parkinson’s disease, PD)是中枢神经系统第二大退行性病,以中脑黑质部位多巴胺能神经元的进行性丢失为病理特征。PD发病机制非常复杂,异常的基因表达是PD重要的病理机制。神经元限制性沉默因子neuron-restrictive silencer factor or repressor element-1silencing transcription factor, NRSF/REST)是一种锌指蛋白,可以与神经元限制性沉默元件(NRSE/RE-1)相结合,在转录水平抑制靶基因的表达。我们课题组的前期研究表明,NRSF/REST过表达或者表达沉默均可加剧Mpp+诱导的SH-SY5Y细胞死亡。为此,我们利用NRSF/REST神经元条件性剔除(神经元特异性烯醇化酶NSE-Cre小鼠研究了NRSF/REST与PD的关系。利用多巴胺能神经毒素MPTP(1-甲基-4-苯基-1,2,3,6-四氢毗啶)构建小鼠帕金森病模型,检测MPTP对野生型小鼠和cKO小鼠的毒性作用。实验结果表明,在MPTP刺激下cKO小鼠中纹状体TH表达水平和黑质多巴胺能神经元的数量下降得更为剧烈。同时,cKO小鼠纹状体GFAP蛋白表达的增加程度明显高于野生型小鼠,而黑质星形胶质细胞激活更为明显,并且IL-1p持续高表达。以上结果说明,cKO小鼠对MPTP更加敏感,机制在于NRSF/REST内在平衡(Homeostasis)的破坏、严重的胶质增生(Gliogenesis)和持续的炎症。神经元限制性沉默因子(neuron-restrictive silencer factor or repressor element-1silencing transcription factor, NRSF/REST)是一种锌指结构转录因子,通过组蛋白去乙酰化、染色质重塑、甲基化等机制抑制一大类神经元专一性基因在非神经元细胞中的表达。实验室的前期研究表明,SH-SY5Y细胞经MPP+处理后,NRSF/REST表达水平和核浆分布比例均发生改变且NRSF/REST表达上调,而其靶基因BDNF、TH、Synapsin I以及UCH-L1则呈现暂时性的表达下调；NRSF/REST过表达或者表达沉默均可加剧MPP+诱导的SH-SY5Y细胞死亡。在神经元中条件性敲除NRSF/REST,可使这种小鼠对MPTP更加敏感。基于上述,我们在离体和在体PD模型中对]NRSF/REST介导的表观修饰沉默作用与机制进行了深入地探讨。鉴于HDACs在NRSF/REST沉默复合物中的重要作用,我们进一步在离体和在体的PD模型上采用HDAC抑制剂曲古抑菌素TSA研究了抑制]HDACs后对于NRSF/REST沉默作用的影响以及相关的表观遗传机制。实验结果表明,在SH-SY5Y细胞中,Mpp+毒性刺激可诱发NRSF/REST与靶基因的结合活性增加,并伴随靶基因表观修饰状态的改变。TSA可以改善SH-SY5Y细胞中MPP+引起的、NRSF/REST介导的其靶基因的关闭；而小鼠腹腔预给TSA也可以明显地保护MPTP对于黑质-纹状体通路的损伤,但是TSA对多巴胺能神经元的这种保护作用在NRSF/REST条件剔除小鼠中消失。实验结果说明,NRSF/REST在帕金森病中对其靶基因的沉默作用是经由调节靶基因RE1位点表观修饰状态和HDACs依赖的途径实现的；在PD中NRSF/REST可能介导了TSA的神经保护作用。