天然化合物誘導Klotho啟動子活性及Klotho啟動子分析.pdf

1、Klotho是一個新發(fā)現(xiàn)的衰老相關基因,Klotho突變小鼠表現(xiàn)出如短壽、不育、異位鈣化,動脈硬化、皮膚萎縮、骨質(zhì)疏松和肺氣腫等眾多衰老癥狀,對Klotho過表達小鼠的分析表明Klotho蛋白作為激素有抑制衰老的功能。所以,篩選Klotho啟動子激活劑,調(diào)節(jié)Klotho基因表達,提高Klotho基因表達對研究Klotho蛋白功能和衰老機制,防治衰老相關疾病具有重要的意義。在之前的研究中,我們構建了Klotho啟動子-螢光素酶報告基因載體

2、,轉(zhuǎn)染人腎胚胎細胞HEK293,并利用0.0006％的雙氧水處理(孵育6小時)轉(zhuǎn)染后的細胞得到其氧化應激模型。利用該細胞模型,我們在天然產(chǎn)物中篩選出了一個能激活Klotho啟動子活性的天然小分子化合物——紫花前胡內(nèi)酯。
　　本文中,我們在這一細胞模型上重新驗證了這一化合物的活性,并測定了其EC50值為1.60μg/ml(6.6μM)。我們用500mg/kg·day濃度的D-半乳糖注射ICR小鼠6周,建立亞急性衰老模型小鼠,然后按5

3、mg/kg·day和10mg/kg·day兩種濃度給衰老模型小鼠腹腔注射紫花前胡內(nèi)酯30天,空白對照組和衰老對照組注射藥劑溶劑,然后檢查各組生化指標和衰老相關基因Klotho表達的變化。結(jié)果,衰老組紅細胞SOD水平較空白對照組顯著下降,血清MDA水平較空白對照組顯著增高;而給予10mg/kg·day和5mg/kg·day紫花前胡內(nèi)酯能提高衰老模型小鼠紅細胞SOD水平,降低血清MDA水平。衰老模型小鼠血磷、血鈣水平較空白對照對小鼠都有顯著

4、上升,而給予10mg/kg·day紫花前胡內(nèi)酯能下調(diào)模型小鼠的血磷水平。此外肝臟中SOD水平和MDA水平?jīng)]有顯著差異,腎臟中Klotho基因的表達水平在各組中沒有顯著差異。為了研究Klotho基因的表達調(diào)控和其中紫花前胡內(nèi)酯的響應元件,我們克隆了人Klotho基因5’端側(cè)翼4.2Kb長度的啟動子序列。經(jīng)生物信息學分析,Klotho基因啟動子序列不含TATA BOX元件,在其轉(zhuǎn)錄起始位點有多個SP1位點。
　　我們構建了一系列5’側(cè)

5、翼或者3’側(cè)翼缺失的啟動子片段和螢光素酶報告基因重組質(zhì)粒,并用來轉(zhuǎn)染人腎胚胎細胞HEK293。其結(jié)果顯示Klotho基因的核心啟動子區(qū)域為轉(zhuǎn)錄起始點至-400bp,在-127bp到-243bp之間存在轉(zhuǎn)錄抑制因子結(jié)合位點,在-1.6Kb到-3Kb中存在遠端調(diào)控區(qū)域。紫花前胡內(nèi)酯的響應元件位于轉(zhuǎn)錄位點到-127bp之間。此外,用同樣誘導氧化應激作用的百草枯處理細胞(150μM,6小時)能顯著提高Klotho基因啟動子的活性,其響應區(qū)域為轉(zhuǎn)