了解亚砷酸钠(NaAsO2)对人皮肤角质形成细胞(HaCaT细胞)组蛋白H3第36位赖氨酸三甲基化(H3K36me3)修饰水平、O6-甲基鸟嘌呤DNA甲基转移酶(MGMT)基因mRNA转录水平的影响,探讨H3K36me3调控MGMT基因转录与砷致DNA损伤的关系,为砷中毒预防和治疗提供新思路和科学依据。
方法1.25、2.50、5.00、10.00 μmol/L NaAsO2处理HaCaT细胞24 h,10.00 μmol/L NaAsO2处理HaCaT细胞6、12、24 h,剂量以0.00 μmol/L、时间以0 h为对照组。采用单细胞凝胶电泳法检测HaCaT细胞DNA损伤情况;免疫印迹法检测H3K36me3总体修饰水平;实时荧光定量PCR检测MGMT基因mRNA表达水平;定量染色质免疫沉淀技术检测MGMT基因编码区(ChIP1、ChIP2区域)H3K36me3修饰水平。
结果①DNA损伤检测结果:2.50、5.00、10.00 μmol/L染砷组HaCaT细胞彗星尾部DNA百分含量(Tail DNA%,11.83 ± 1.15、16.85 ± 2.52、24.23 ± 2.75)、彗星尾矩(Olive tail moment,OTM,10.90 ± 1.13、16.19 ± 2.26、23.83 ± 2.79)明显高于对照组(0.00 μmol/L,2.40 ± 0.51、2.26 ± 0.40,P均< 0.05);10.00 μmol/L NaAsO2处理HaCaT细胞12、24 h,Tail DNA%(15.51 ± 1.92、24.18 ± 2.42)、OTM(13.58 ± 2.04、23.14 ± 2.11)明显高于对照组(0 h,3.66 ± 1.02、3.38 ± 1.00,P均< 0.05)。②H3K36me3总体修饰水平检测结果:与对照组(0.00 μmol/L,100.00 ± 0.00)比较,2.50、5.00、10.00 μmol/L染砷组H3K36me3总体修饰水平(60.59 ± 9.75、57.82 ± 11.28、39.45 ± 7.09)降低(P均< 0.05);与对照组(0 h,100.00 ± 0.00)比较,12、24 h染砷组H3K36me3总体修饰水平(48.47 ± 9.67、47.75 ± 6.98)亦降低(P均< 0.05)。③不同剂量染砷组HaCaT细胞H3K36me3总体修饰水平与Tail DNA%、OTM均呈负相关关系(r=-0.897、-0.903,P均< 0.05)。④MGMT基因mRNA表达水平检测结果:与对照组(0.00 μmol/L,100.00 ± 0.00)比较,2.50、5.00、10.00 μmol/L染砷组MGMT基因mRNA表达水平(78.20 ± 3.50、61.40 ± 2.60、49.15 ± 4.70)降低(P均< 0.05)。⑤MGMT基因编码区H3K36me3修饰水平检测结果:各剂量染砷组MGMT基因编码区ChIP1、ChIP2区域未观察到组蛋白H3K36me3的富集规律(P均> 0.05)。
结论砷诱导的HaCaT细胞DNA损伤可能受H3K36me3的调控;砷可导致HaCaT细胞MGMT基因mRNA转录抑制,但H3K36me3调控MGMT基因mRNA转录抑制与砷致DNA损伤关系不密切。