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本研究通过MTT法和荧光定量的方式测定了去乙酰化酶抑制剂VPA对细胞的毒性和组蛋白乙酰化的影响,并探讨了VPA处理的体细胞对克隆胚胎发育的影响。MTT法测定表明,对细胞处理24h和48h后,其VPA的IC50值(药物半量抑制率)分别为4.25mM和1.9mM;经过4mM的VPA处理24h后,组蛋白H3K9和H4K5乙酰化发生显著变化;经2mM和4mM的VPA处理后,也引起上述两个甲基化位点的显著变化。分别采用0.25、0.5、1.0和4mM的VPA对供体细胞处理24h,然后用处理的细胞进行体细胞克隆。结果表明,经4mM的VPA处理24h的细胞的囊胚率为(15.5%),显著低于对照组(30.5%)。通过分析发现,VPA可以导致细胞周期阻滞并造成细胞早期凋亡率的增加,而且随着VPA处理浓度的增加也导致了染色体非整倍体率上升。
主要研究结果如下:
1.VPA对牛胎儿成纤维细胞抑制情况的测定
通过MTT法测定不同浓度(0、0.25、0.5、1、2和4mM)VPA对牛胎儿成纤维细胞分别培养24h和48h生长的抑制情况。结果发现,在24h实验组中,VPA处理浓度达到2mM和4mM后,与对照组相比显著抑制细胞的生长。其他处理组与对照之间差异不显著,且半量抑制率IC50为4.25mM。在48h组,随着VPA处理浓度的升高,细胞生长被抑制的情况也越明显。与对照组相比,每一个处理组的抑制情况都具有显著差异,其半量抑制率IC50为1.9mM。
2.不同浓度VPA对牛胎儿成纤维细胞组蛋白乙酰化和甲基化的影响
1)对组蛋白H3K9和H4K5的乙酰化影响
由细胞免疫组化和imagej分析细胞荧光量,并通过SPASS16.0进行统计学分析发现,经4mM的VPA处理24h和48h后,H3K9的乙酰化水平显著增加。经4mM的VPA处理24h,2mM和4mM的VPA处理48h后,H4K5的乙酰化程度显著增加。
2)对组蛋白H3K9和H3K4的甲基化影响
不同浓度的VPA处理细胞24h后,H3K9的甲基化均呈降低的趋势,而H3K4的甲基化状态并无显著性变化。经VPA处理48h后,H3K9和H3K4的甲基化状态也无显著性变化。
3.VPA处理对体细胞染色体倍性的影响
随着VPA处理浓度的增加,细胞的染色体倍性的发生了变化。对照组的整倍体率为88%,1mM处理组的整倍体率为76%,4mM处理组的整倍体率为72%。
4.VPA对细胞周期的影响
经过0.25、0.5、1.0、2.0和4mMVPA处理24h后,随着处理浓度的升高G0/G1期和G2/M期细胞增多,S期细胞减少。在48h处理组中,这种趋势更加明显,所有处理组与对照组之间的差异呈极显著。这说明VPA具有将细胞阻滞在G0/G1期的作用,且随着VPA浓度和时间的增加,VPA的周期阻滞作用愈加明显。经2mM和4mM的VPA处理24h后,出现了一定比例的非整倍体细胞。这说明高浓度的VPA可能导致非整倍体细胞的出现,这与核型分析结果相一致。
5.VPA对细胞凋亡的影响
经过0.25、0.5、1.0、2.0和4mM的VPA处理24h后,随着浓度的增加,细胞的早期凋亡明显增加,活细胞的比例随之下降。当浓度达到4mM时,这种趋势最为明显。经过不同浓度VPA处理48h后,细胞的早期凋亡更为显著,且随着VPA处理浓度的升高这种早期凋亡诱导趋势更加明显,但VPA处理对晚期凋亡的影响却并不明显。
6.VPA处理的体细胞对克隆胚胎发育的影响
利用0、0.25、0.5、1和4mM浓度的VPA对体细胞处理24h,克隆胚的卵裂率和囊胚率与对照组相比,没有统计学上的差异。当VPA的浓度达到4mM时,克隆胚的卵裂率和囊胚率的显著下降,分别为65.5%和15.5%。对克隆囊胚的细胞数进行分析表明,随着VPA处理浓度的升高,克隆囊胚的细胞数有下降的趋势,但并没有显著差异。