我国幅员辽阔,气候多样,霉菌在农业上危害极为严重。霉菌所产生的部分二级代谢产物,如T-2毒素,性质稳定、毒性强,严重危害畜禽养殖、食品安全,进而威胁国民健康。细胞色素P450氧化酶(Cytochrome P450,CYP)是由一组结构和功能相关的超家族基因编码的同工酶,广泛分布于生物体中。它是体内参与各类化合物代谢的关键酶,本实验室前期实验结果表明,鸡CYP1A5能够将T-2毒素进行羟基化代谢,生成低毒产物3-羟基-T-2,提示我们CYP1A家族可以作为潜在的代谢酶靶点,通过诱发其表达对T-2毒素进行代谢转化。因此,明确猪的CYP1A1的表达调控机制是实现该脱毒策略的前提。但是针对CYP1A家族基因的表达调控研究主要集中在阐述多环芳烃、多氯联苯等化合物对人、鼠CYP1A1的诱导调控机制,猪CYP1A1的本底调控机制尚无相关报道,T-2毒素参与猪CYP1A1诱导调控的机理亦未明晰。本文首先进行了猪CYP1A1的本底表达调控机制的研究,在猪原代肝细胞中扩增得到了猪CYP1A1基因ATG上游3.6 kb的DNA片段。将启动子片段进行一系列的截短后,与萤火虫荧光素酶基因融合,建立启动子双荧光素酶系统,通过荧光素酶的相对强弱分析,发现猪CYP1A1的本底调控区间为近端启动子区域;利用顺式元件分析软件,对这个DNA片段上的转录因子与顺式元件进行预测分析,在猪CYP1A1近端启动子,找到了参与猪CYP1A1本底调控的两个潜在的关键顺式元件:GC box和异源物质效应元件(XRE),并预测结合这两个顺式元件的转录因子特异蛋白1(Sp1)和芳香烃受体(AhR)。通过将关键碱基突变确认了顺式元件在本底表达中可能发挥的功能。而后我们利用敲降该转录因子和结合实验证明了在近端启动子中,发挥本底转录激活的转录因子为Sp1,进一步通过采用AhR的抑制剂和激动剂处理LLC-PK1细胞后,排除了AhR对猪CYP1A1近端启动子的本底调控作用,从而明确了Sp1在LLC-PK1细胞中对猪CYP1A1的本底调控中发挥关键功能。对于T-2毒素诱导猪CYP1A1表达研究中,我们分别从转录水平和表观遗传修饰的角度进行了探索性的研究。首先发现T-2毒素能够强烈激活猪CYP1A1 mRNA与蛋白的表达,采用放线菌素D(Act D)预处理抑制RNA聚合酶活性,确认了T-2毒素主要通过影响转录或转录前过程诱导猪CYP1A1的表达。通过对猪CYP1A1不同截短启动子的活性分析,发现T-2毒素对启动子活性的影响的呈现出序列累积效应,且转录激活水平较低,因此推测T-2毒素对猪CYP1A1的诱导调控可能与DNA甲基化和组蛋白修饰有关。在T-2毒素对猪CYP1A1启动子区间进行表观遗传修饰的初步探索中,发现猪CYP1A1上游区间存在CpG岛,确定了T-2毒素能够显著增强猪CYP1A1启动子区间的DNA甲基化水平;结合实验室前期结果,通过抑制组蛋白H3第27位赖氨酸的三甲基化修饰,发现抑制该修饰能够增强猪CYP1A1的表达。综上所述,本文主要发现了参与猪CYP1A1本底调控的关键转录因子为Sp1,AhR在启动子近端并未发挥转录激活的功能,完善了CYP1A1本底表达的机制;在T-2毒素诱导CYP1A1表达进行了初步的探索,为后续表观遗传学机制的阐释奠定了基础;本研究补充了外源化合物参与CYP1A1诱导表达的研究。