基于生物信息学的鸡PGC1-α基因5’调控区的序列结构分析

利用BLAST、Neural Network Promoter Prediction、ORF Finder、CpG Island Searcher和TF SEARCH等在线软件预测鸡的PGC1-α基因的5’调控区的启动子、开放阅读框、CpG岛及转录因子结合位点。结果显示,鸡与其他物种的PGC1-α核苷酸序列同源性很高,达84%以上;PGC1-α基因5’调控区序列上启动子可能位于1 900 bp处;评分在85分以上时,该区域具有221个潜在的转录因子结合位点;有12个潜在的转录因子结合位点评分在95分以上;最大ORF位于1 411～1 617位核苷酸,共编码69个氨基酸;CpG岛为200 bp区间(1 900～2 100 bp)。

电针对VD大鼠学习记忆能力及海马CA1区SIRT1/PGC1-α表达的影响

目的:通过建立血管性痴呆(VD)大鼠模型,观察电针对VD大鼠学习记忆能力改善和对海马CA1区神经元中沉默信息调节因子1(SIRT1)、过氧化物酶体增殖物激活受体γ辅激活因子1α(PGC1-α)的表达水平的调节作用,探讨中医电针法对VD的神经保护机制。方法:雄性SD大鼠24只,随机分为对照组、模型组和电针组。采用结扎双侧颈总动脉法制作VD大鼠模型,模型制备后,电针组通过电针刺激“百会”穴和“足三里”穴,2Hz、30min连续针刺治疗4周。采用Morris水迷宫法检测各组大鼠的空间学习记忆能力,尼氏染色法比较各组大鼠的海马CA1区细胞形态,免疫组织化学染色法检测大鼠海马CA1区SIRT1及PGC1-α蛋白表达水平的变化。结果:(1)Morris水迷宫实验结果显示:与对照组相比,模型组大鼠在第5天时,平均逃避潜伏期明显升高(P<0.05),在平台象限活动的时间比率显著下降(P<0.05);与模型组相比,电针组大鼠第5天时,平均逃避潜伏期明显下降(P<0.05),在平台象限活动的时间比率显著高于模型组(P<0.05)。(2)尼氏染色发现对照组大鼠海马CA1区神经细胞形态结构完整,核仁清晰可见,尼氏颗粒丰富;模型组海马区CA1区细胞形态多呈空泡状,核仁固缩;电针组海马CA1区的异常形态学变化相对减轻。(3)免疫组织化学实验结果显示:与对照组相比,模型组大鼠海马CA1区SIRT1和PGC1-α阳性神经元数量明显减少(P<0.05),平均灰度值明显增加(P<0.05);与模型组相比,电针组大鼠海马CA1区SIRT1阳性神经元数量明显增加(P<0.05),平均灰度值明显降低(P<0.05)。结论:电针通过通路SIRT1/PGC1-α改善了VD大鼠学习记忆能力,对VD治疗提供一定中医研究基础。

葛根芩连汤调控SIRT1/PGC1α/Nrf1信号通路改善追赶生长大鼠糖脂代谢紊乱

目的:探讨葛根芩连汤对高脂饮食诱导追赶生长(CUG)大鼠糖脂代谢的影响及机制。方法:60只SD大鼠随机分为正常组(18只)和追赶生长模型组(42只),采用限制饮食后开放高脂饮食的方式建立追赶生长大鼠模型,观察大鼠一般状况、体质量的变化,分别于第4周、第8周末各组抽取6只大鼠检测空腹血糖(FBG)、空腹血清胰岛素(FINS)、甘油三脂(TG)、总胆固醇(TC)水平,并计算胰岛素抵抗指数(HOMA-IR),评估CUG大鼠胰岛素敏感性及体成分的改变。造模成功后,分别给予葛根芩连汤和吡格列酮干预6周,实验分为6组:正常组、模型组、葛根芩连汤低、中、高剂量组(2.5、5、10 g·kg^(-1))、吡格列酮组(3.125 mg·kg^(-1)),正常组和模型组给予等量生理盐水灌胃。实验过程中,记录大鼠体质量的变化,于实验结束时检测FBG、FINS、TG、TC水平,计算HOMA-IR指数;苏木素-伊红(HE)染色观察大鼠骨骼肌组织病理学改变;严格按照试剂盒所示方法检测骨骼肌活性氧(ROS)、丙二醛(MDA)水平;实时荧光定量聚合酶链式反应(Real-time PCR)检测骨骼肌沉默信息调节因子1(SIRT1)、过氧化物酶体增殖物激活受体γ共激活剂1α(PGC1α)、核因子E_2相关因子1(Nrf1)m RNA的表达;免疫组化法及蛋白免疫印迹法(Western blot)检测骨骼肌SIRT1、PGC1α、Nrf1蛋白的表达。结果:与正常组比较,模型组大鼠FBG有所升高,FINS、HOMA-IR显著升高(P<0.01);血清TG、TC水平明显升高(P<0.05,P<0.01);大鼠骨骼肌组织肌纤维直径显著增加,肌细胞间的脂肪细胞明显增加;骨骼肌ROS、MDA水平显著升高(P<0.01);SIRT1、PGC1α、Nrf1 m RNA及蛋白表达明显下降(P<0.05,P<0.01)。与模型组比较,葛根芩连汤各剂量组及吡格列酮组大鼠的体质量、FINS、HOMA-IR、TG水平显著降低(P<0.05,P<0.01),以葛根芩连汤中、高剂量组和吡格列酮组变化最明显;骨骼肌肌间脂肪等间质成分明显减少,肌纤维直径变窄;骨骼肌ROS、MDA水平明显降低(P<0.05,P<0.01);SIRT1、PGC1α、Nrf1 m RNA及蛋白表达均有不同程度升高(P<0.05,P<0.01)。结论:葛根芩连汤可以改善CUG大鼠糖脂代谢紊乱,改善IR,其机制可能与调控SIRT1/PGC1α/Nrf1信号通路有关。

小建中汤对运动性疲劳小鼠骨骼肌AMPK/PGC1-α信号通路的影响

目的:观察小建中汤对运动性疲劳小鼠骨骼肌中腺苷酸活化蛋白激酶/过氧化物酶增殖活化受体辅激活因子l-α(AMPK/PGC1-α)信号通路的影响。方法:40只昆明种小鼠随机分为正常组、模型组、补中益气汤组、小建中汤组,每组10只。模型组、补中益气汤组和小建中汤组跑台训练建立疲劳模型,正常组不施加任何干预。跑台训练同时,模型组灌服等量的生理盐水,小建中汤给予5 g·kg-1剂量灌胃,补中益气汤组给予2.8 g·kg-1剂量灌胃,连续6 d。实验结束后,检测各组小鼠体质量和跑台力竭时间;采用比色法检测各组小鼠血清尿素(UREA),乳酸脱氢酶(LDH),肌糖原(MG),骨骼肌Na^+-K^+-ATP酶,Ca^2+-Mg^2+-ATP酶的活性;采用苏木素-伊红(HE)染色观察各组小鼠骨骼肌病理形态变化;采用蛋白免疫印迹法(Western blot)检测各组小鼠AMPK和PGC1-α的蛋白表达。结果:与正常组比较,模型组小鼠体质量显著下降(P<0.01),Na^+-K^+-ATP,Ca^2+-Mg^2+-ATP,LDH,MG的活性明显下降(P<0.05,P<0.01),UREA的含量显著升高(P<0.01),AMPK,PGC1-α蛋白表达量显著升高(P<0.01);与模型组比较,小建中汤组小鼠体质量明显增加(P<0.05),跑台力竭时间显著延长(P<0.01),Na^+-K^+-ATP,Ca^2+-Mg^2+-ATP,LDH,MG的活性明显升高(P<0.05,P<0.01),UREA的含量显著下降(P<0.01),AMPK,PGC1-α蛋白表达量显著升高(P<0.01)。结论:小建中汤具有抗运动性疲劳的作用,其机制可能是通过提高骨骼肌AMPK/PGC1-α通路,增强线粒体氧化磷酸化减少代谢产物的堆积,减缓糖原的消耗分解,增强骨骼肌能量合成有关。

从PGC1-α/FNDC5/UCP1信号通路探讨淫羊藿苷对FNDC5基因敲除小鼠脂代谢的影响

目的探究淫羊藿苷(ICA)调控PGC1-α/FNDC5/UCP1信号通路对FNDC5基因敲除模型(KO)中老年小鼠脂代谢的影响。方法50周龄野生型(WT)和KO小鼠随机分成4组:对照组、淫羊藿苷组(40mg·kg^(-1)·d^(-1))、KO模型组、KO淫羊藿苷组(40mg·kg^(-1)·d^(-1)),连续灌胃给药21天后处死。分离血清与腹股沟白色脂肪,检测血清甘油三酯(total triglyceride,TG)与总胆固醇(total cholesterol,TC)含量,通过苏木素伊红染色((hematoxylin-eosin staining,H&E)染色和UCP1免疫组化检测淫羊藿苷对白色脂肪组织的影响,用实时荧光定量聚合酶链式反应(Real-time PCR)和蛋白免疫印迹法(Western blot)检测PGC1-α、FNDC5、UCP1 mRNA与蛋白水平。结果与对照组相比,KO模型组体重,皮下白色脂肪积聚程度,血清TC均显著增加,PGC1-α,FNDC5,UCP1mRNA和蛋白水平均显著降低;淫羊藿苷组体重,皮下白色脂肪积聚程度,血清TC均显著降低,PGC1-α,FNDC5,UCP1mRNA和蛋白水平均显著增加。与KO模型组相比,KO淫羊藿苷组以上指标均无显著变化。结论淫羊藿苷可能主要通过PGC1-α/FNDC5/UCP1信号通路促进白色脂肪的棕色化,从而发挥减脂减重效果。

大鼠一次性下坡跑运动后FNDC5和Irisin水平变化特点

目的:探讨大鼠一次性下坡跑运动后FNDC5和Irisin随时间的变化特点及意义。方法:30只8周龄Sprague-Dawley大鼠随机分为对照组(n=5)和一次性下坡跑运动组(n=25)。运动组大鼠在坡度为-16度的跑台上以17米/分的速度跑90分钟。在运动结束后的1天、3天、5天、7天和14天分别选取5只大鼠采集尾静脉血和比目鱼肌。通过ELISA检测大鼠血清Irisin水平;采用实时荧光定量PCR检测骨骼肌中FNDC5的表达;应用Western Blot检测骨骼肌中PGC1-α蛋白水平以及AMPK的磷酸化。结果:大鼠一次性下坡跑运动引起CK活性增加(运动后第5天,P<0.05)和PGC1-α水平显著增加;FNDC5的m RNA水平在运动后的第1天和第3天升高(P<0.05),随后降低;血清Irisin水平在运动后第1天增加(P<0.05);同时,骨骼肌中AMPK激活。结论:一次性下坡跑运动引起PGC1-α表达增加,并在运动后初期通过调控大鼠骨骼肌表达FNDC5引起血清中Irisin含量增加,进而通过激活AMPK在运动后的骨骼肌能量代谢中发挥作用。

KLF9基因腺病毒载体的构建及其脂肪酸氧化功能

目的:构建Krüppel样转录因子9(KLF9)过表达的腺病毒,初步探讨KLF9在肝脏脂肪酸氧化中的功能。方法:根据分子克隆的原理,构建融合表达3×Flag的KLF9过表达的腺病毒,并在293A细胞中验证KLF9腺病毒感染效率。将融合表达3×Flag的KLF9过表达的腺病毒分别感染肝原代细胞、正常饮食小鼠以及高脂小鼠,通过Q-PCR检测过氧化物酶体增殖物活化受体-γ协同刺激因子PGC 1-α等脂肪酸氧化相关基因的表达情况。结果:Q-PCR以及Western blot结果证明融合表达3×Flag的KLF9过表达腺病毒载体包装成功,通过荧光显微镜观察到感染效率达90%以上。经Q-PCR检测,感染Ad-KLF9的肝原代细胞和肝脏组织中,PGC1-α等脂肪酸氧化相关基因表达明显高于对照组。结论:初步认定KLF9可促进脂肪酸氧化,改善高脂诱导的非酒精性脂肪肝。