SIRT1调节昼夜节律的研究进展

昼夜节律有一套精密的分子调控机制,形成约24 h的周期,乙酰化和去乙酰化调节对此周期至关重要。昼夜节律运动输出周期故障是调控昼夜节律的乙酰化酶,它可以乙酰化脑和肌肉组织芳香烃受体核转运蛋白的类似蛋白1(BMAL1)和组蛋白H3激活基因表达。而沉默信息调节因子1(SIRT1)为烟酰胺腺嘌呤二核苷酸依赖的去乙酰化酶,它可以去乙酰化BMAL1和组蛋白H3。目前,昼夜节律调控的去乙酰化过程相较乙酰化过程研究较少。未来,应深入探讨SIRT1在昼夜节律导致的衰老性疾病中的作用。

脑和肌肉ARNT样蛋白1、周期昼夜节律调节因子2、Notch1、糖原合成酶激酶-3β在结直肠腺癌组织中的表达及意义

目的探讨脑和肌肉ARNT样蛋白1(BMAL1)、周期昼夜节律调节因子2(PER2)、Notch1、糖原合成酶激酶-3β(GSK-3β)在结直肠腺癌组织中的表达及意义。方法实时荧光定量逆转录聚合酶链反应(RT-PCR)检测11例结直肠癌患者手术切除的新鲜结直肠癌组织及相应癌旁组织中BMAL1、PER2、Notch1、GSK-3βmRNA的相对表达量;免疫组化法检测50例手术切除的结直肠腺癌及癌旁组织、30例经内镜切除的结直肠腺瘤组织中BMAL1、PER2、Notch1、GSK-3β蛋白的表达情况。结果结直肠癌组织中,BMAL1、PER2 mRNA的相对表达量均低于癌旁组织,差异均有统计学意义(P﹤0.05);结直肠癌组织和癌旁组织中Notch1、GSK-3βmRNA的相对表达量比较,差异均无统计学意义(P﹥0.05)。免疫组化结果显示,结直肠腺癌组织、结直肠腺瘤组织及结直肠腺癌癌旁组织中,BMAL1、PER2的表达呈递增趋势,而Notch1、GSK-3β的表达呈递减趋势。淋巴结转移、TNM分期为Ⅲ~Ⅳ期结直肠腺癌患者结直肠腺癌组织中BMAL1、Notch1蛋白表达均高于无淋巴结转移、TNM分期为Ⅰ~Ⅱ期患者(P﹤0.05);病理类型为黏液腺癌的结直肠腺癌组织中PER2蛋白的表达高于管状腺癌(P﹤0.05),GSK-3β的表达低于管状腺癌(P﹤0.05)。Spearman相关分析结果显示,结直肠癌组织中BMAL1的表达与PER2的表达呈正相关(r=0.332,P=0.018),PER2的表达与GSK-3β的表达呈负相关(r=-0.291,P=0.040),Notch1的表达与GSK-3β的表达呈正相关(r=0.285,P=0.045),其余指标间的表达无相关性。结论BMAL1、Notch信号通路、GSK-3β均可能参与调控结直肠癌的发生、发展过程,且GSK-3β可能与BMAL1和Notch信号通路之间存在相互调控作用。

生物钟蛋白Bmal1对实验性牙周炎相关肾损伤的影响

目的通过建立大鼠牙周炎模型,探讨生物钟蛋白Bmal1对慢性牙周炎相关肾损伤的影响。方法将12只雄性Wistar大鼠随机分为对照组和牙周炎组,每组6只。采用正畸结扎丝对牙周炎组大鼠双侧上颌第一磨牙进行结扎处理,对照组大鼠不进行任何干预措施。8周后,检测2组大鼠的牙周临床指标,包括牙周探诊深度、牙龈出血指数和牙齿松动度。采用Micro-CT对大鼠上颌骨进行扫描和三维图像重建,评估牙槽骨吸收情况。采用苏木精-伊红(HE)和过碘酸雪夫(PAS)染色对牙周组织和肾组织进行病理学观察。采用生化试剂盒检测肾脏功能指标肌酐、白蛋白、血尿素氮的水平,以及氧化应激指标超氧化物歧化酶、谷胱甘肽和丙二醛的水平。MitoSOX red染色检测肾组织内活性氧(ROS)含量。实时荧光定量聚合酶链反应(RT-qPCR)和免疫组织化学染色检测大鼠肾组织中Bmal1、核因子-E2相关因子2(Nrf2)和血红素加氧酶1(HO-1)的基因及蛋白表达水平。结果与对照组相比,牙周组织Micro-CT及HE染色结果显示,牙周炎组上颌第一磨牙区出现明显的骨吸收和附着丧失;肾组织HE及PAS染色结果表明,牙周炎组大鼠肾组织有显著的组织病理损伤;肾功能和氧化应激指标结果显示,牙周炎组的氧化应激水平出现异常而肾功能指标无明显异常;MitoSOX red结果显示,牙周炎组肾组织内ROS含量升高;RT-qPCR和免疫组织化学结果显示,牙周炎组肾组织内Bmal1、Nrf2和HO-1表达水平降低。结论生物钟蛋白Bmal1在牙周炎大鼠肾脏的氧化损伤过程中发挥重要作用。

胶质淋巴系统昼夜节律紊乱在脑小血管病相关认知功能障碍中的研究进展

脑小血管病是导致血管性痴呆最常见的疾病之一,其病因类型众多,高血压是其最常见的危险因素,常导致神经血管胶质单元受损而致病。CSVD导致认知功能障碍主要与大脑白质纤维破坏所致大脑网络连接出现中断和继发性皮质萎缩变薄有关,但近年来随着胶质淋巴系统发现,β淀粉样蛋白清除功能障碍导致其过度沉积有关而造成认知功能障碍,为其补充了新机制。胶质淋巴系统在夜间睡眠时清除功能达到巅峰,存在昼夜节律。关于CSVD与昼夜节律的相关性研究,目前已知CSVD患者普遍存在睡眠障碍的问题,是昼夜节律紊乱的具体表现之一,而且很容易被忽视,可导致胶质淋巴系统清除β淀粉样蛋白功能下降,加重患者的认知功能障碍。但对于胶质淋巴系统的昼夜节律紊乱与CSVD认知功能障碍的相关性尚缺乏深入的机制研究。本文对既往已经开展的睡眠节律紊乱、胶质淋巴系统功能障碍及其对CSVD认知功能障碍影响的相关研究进行综述。

D-Ser2-Oxyntomodulin改善Aβ31-35所致小鼠昼夜节律紊乱

目的:观察胃泌酸调节素类似物D-Ser2-Oxyntomodulin(Oxy)是否可以改善β淀粉样蛋白31-35(Aβ31-35)所致的小鼠昼夜节律紊乱,探讨Oxy改善Aβ31-35所致昼夜节律紊乱的细胞分子机制。方法:(1)选取6~8周龄C57BL/6雄性小鼠进行跑轮行为学实验,分析Oxy改善Aβ31-35所致小鼠昼夜节律紊乱的作用。(2)选取小鼠海马HT22神经细胞,CCK8法检测细胞存活率,Real-time PCR检测不同时间点钟基因Bmal1和Per2 mRNA的变化趋势,Western Blot分别检测CT20时Bmal1蛋白和CT16时Per2蛋白的表达情况。结果:(1)Aβ31-35引起小鼠昼夜节律紊乱,与对照组相比,自由运转周期显著延长。Oxy预处理再给予Aβ31-35后小鼠的昼夜节律紊乱情况有所改善,与Aβ单独给予相比,自由运转周期显著降低。(2)Aβ31-35引起HT22细胞存活率显著降低,Oxy预处理后有效逆转Aβ31-35诱导的细胞存活率下降,且具有剂量依赖性。(3)经Aβ31-35处理后,HT22细胞的Bmal1和Per2 mRNA水平分别在CT20和CT16较对照组明显降低;而Oxy预处理组Bmal1和Per2的异常表达均得到显著改善。(4)与对照组相比,Aβ31-35组CT20时Bmal1和CT16时Per2蛋白水平显著降低;而与Aβ31-35组相比,Oxy预处理组Bmal1和Per2蛋白水平有所升高。结论:Oxy可能通过调整Bmal1和Per2的表达改善Aβ31-35所致C57BL/6小鼠昼夜节律紊乱。

自噬标志物LC3的节律表达破坏参与β_(1)-AA诱导的H9c2大鼠心肌细胞死亡

目的:探讨β_(1)-肾上腺素受体(β_(1)-AR)自身抗体(β_(1)-AA)对大鼠心肌细胞自噬标志物微管相关蛋白1轻链3(LC3)节律表达的影响及其在心肌细胞死亡中的作用。方法:实验材料为Sprague-Dawley(SD)大鼠和H9c2大鼠心肌细胞。将SD大鼠随机分为免疫组(β_(1)-AR组)和对照(control)组,每组6只;将H9c2细胞随机分为control组、β_(1)-AA组、慢病毒(LV)-NC组和LV-shPer2组(n=6);合成β_(1)-AR细胞外第二环抗原肽段,用于主动免疫大鼠,并使用亲和层析法从大鼠血清中提纯β_(1)-AA;β_(1)-AA处理H9c2细胞24 h后使用CCK-8法检测细胞活力;用地塞米松同步化细胞后,再给予β_(1)-AA处理,采用real-time PCR及Western blot法检测LC3的表达情况,采用Western blot法检测生物钟蛋白Per2的表达情况,使用JTK_CYCLE算法分析昼夜节律参数;用LV-shPer2感染H9c2细胞以破坏LC3的节律表达,进而采用CCK-8法检测细胞活力。结果:β_(1)-AR组大鼠血清中β_(1)-AA的A值与control组相比显著升高(P<0.05)。β_(1)-AA组H9c2细胞的活力显著低于control组(P<0.05)。β_(1)-AA可破坏H9c2细胞LC3和Per2的节律表达(JTK_CYCLE P<0.05)。通过LV-shPer2干扰Per2基因而破坏H9c2细胞LC3节律表达(JTK_CYCLE P<0.05)后,细胞活力显著降低(P<0.05)。结论:β_(1)-AA破坏H9c2大鼠心肌细胞自噬标志物LC3的节律表达,从而促进细胞死亡。

昼夜节律与心律失常的研究进展

研究发现,多种心律失常的发生呈现明显的昼夜节律,可能受到昼夜节律基因的调控。昼夜更迭和光线刺激可调节昼夜节律基因及其编码的蛋白质组成转录-翻译环路,可通过神经-体液调节和中枢钟-子钟基因表达变化共同调节心肌细胞膜离子通道,从而调控心律失常。本文主要综述昼夜节律调控心律失常的分子基础、机制和表现。

运动调控昼夜节律在抗肌萎缩中的作用

随着全球老龄化进程加剧,老年人口剧增,伴随着工作和生活方式的改变,导致体育锻炼减少与生活作息不规律等问题愈发严重。这样的结果显著增加了骨骼肌萎缩的发病率,降低了老年和慢性疾病人群机体健康,影响其生活质量。与此同时,饮食不均衡和运动量降低以及激素水平波动等进一步加剧骨骼肌萎缩的发生,其病理机制主要为慢性炎症加重、线粒体功能障碍、自噬功能状态低下、细胞凋亡增加、肌卫星细胞功能受损以及昼夜节律紊乱等。其中,随着昼夜节律相关研究的深入,骨骼肌作为机体最大的外周生物钟,可通过调控昼夜节律核心基因BMAL 1以及CLOCK基因,对骨骼肌纤维结构、线粒体功能、肌肉质量等产生影响。运动锻炼作为改善骨骼肌质量的重要干预策略,还可激活昼夜节律信号通路,调控其相位,进而改善肌肉再生、提高肌肉力量,发挥延缓肌萎缩作用。为此,本文从昼夜节律的角度去阐述其与肌萎缩发生以及潜在运动干预的分子机制,以期为肌萎缩的预防、治疗及康复提供新的靶向思路。

生慧汤对APP/PS1雄性AD小鼠海马内APP代谢产物的昼夜变化影响

目的研究生慧汤对APP/PS1(β-amyloid precursor protein/presenilin 1246E)小鼠海马内β淀粉样前体蛋白(Amyloid precursor protein,APP)代谢产物昼夜表达的影响。方法将56只雄性APP/PS1双转基因痴呆模型小鼠随机分为4组,分别为:痴呆模型组、褪黑素治疗组(0.78 mg·kg^(-1)·d^(-1))、生慧汤高剂量组(27.0 g·kg^(-1)·d^(-1))、生慧汤低剂量组(13.5 g·kg^(-1)·d^(-1)),每组14只;对照组为14只雄性C57BL/6J小鼠,连续给药30天。采用Morris水迷宫检测小鼠学习记忆能力,采用酶联免疫吸附检测(ELISA)检测不同时间段取出的海马组织sAPPα含量。对海马β淀粉样蛋白_(1-40)、β淀粉样蛋白_(1-42)表达进行免疫印迹分析。免疫组化(IHC)检测海马CA1区Aβ_(1-40)蛋白的表达。结果Morris水迷宫结果表明,与对照组相比,模型组上平台潜伏期明显延长、穿越平台次数明显减少(P<0.01);与模型组相比,生慧汤不同剂量组上平台潜伏期明显缩短(P<0.01、P<0.05),穿越平台次数明显增加(P<0.05)。ELISA结果表明,与对照组相比,模型组的sAPPα总量、各时间段(12:00、24:00)sAPPα含量明显减少(P<0.01);与模型组相比,生慧汤不同剂量组sAPPα总量明显增多(P<0.01、P<0.05),生慧汤高剂量组仅能增加12:00 sAPPα含量(P<0.01),生慧汤低剂量组仅能增加24:00 sAPPα含量(P<0.05)。对照组sAPPα含量具有明显昼夜差异(P<0.01)。模型组sAPPα含量的昼夜差异性消失(P>0.05)。生慧汤高剂量组sAPPα含量具有昼夜差异(P<0.01),生慧汤低剂量组sAPPα含量不具有昼夜差异(P>0.05)。Western blot结果显示,与对照组相比,模型组Aβ_(1-40)、Aβ_(1-42)蛋白表达明显增加(P<0.01);与模型组相比,生慧汤高剂量组Aβ_(1-40)、Aβ_(1-42)蛋白表达减少(P<0.05、P<0.01);生慧汤低剂量组仅能减少Aβ_(1-40)蛋白的表达(P<0.05),对Aβ_(1-42)蛋白表达无影响(P>0.05)。免疫组化结果表明,与对照组相比,模型组Aβ_(1-40)表达明显增加(P<0.01);与模型组相比,生慧汤不同剂量组Aβ_(1-40)表达不同程度减少(P<0.01、P<0.05)。结论生慧汤能够改善5月龄APP/PS1阿尔茨海默病模型小鼠的学习记忆障碍,其机制可能与恢复海马内APP代谢产物sAPPα的昼夜节律性表达、从而减少Aβ的沉积有关。

基于OX1R/PLCβ-1/PKCα/ERK1/2信号通路探讨安寐丹对失眠模型大鼠肝脏神经递质和昼夜节律的影响及机制

目的:基于食欲素受体1(OX1R)/磷脂酰肌醇特异性磷酯酶Cβ-1(PLCβ-1)/蛋白激酶Cα(PKCα)/细胞外信号调节激酶1/2(ERK1/2)信号通路探讨安寐丹对失眠大鼠肝脏神经递质及昼夜节律的影响及机制。方法:SPF级SD大鼠60只,随机分为空白组、模型组、苏沃雷生组、安寐丹低、中、高剂量组,各10只;除空白组外,其余各组通过腹腔注射对氯苯丙氨酸(PCPA)进行造模,空白组给予等容生理盐水、苏沃雷生组给予苏沃雷生溶液30 mg·kg^(-1)·d^(-1)灌胃、安寐丹低、中、高剂量组分别给予安寐丹水煎液(4.55、9.09、18.18 g·kg^(-1)·d^(-1));观察各组一般情况、体质量和24 h自主活动情况;采用苏木素-伊红(HE)和马松(Masson)染色观察肝脏病理学改变,酶联免疫吸附测定法(ELISA)检测肝脏神经递质γ-氨基丁酸(GABA)、5-羟色胺(5-HT)、肾上腺素(EPI)、去甲肾上腺素(NE)和乙酰胆碱(ACh)的表达,生化检测肝脏谷氨酸(Glu)的表达,实时荧光定量聚合酶链式反应(Real-time PCR)检测肝脏生物钟基因Per1、Per2、Cry1、Cry2、Bmal1、Bmal2的m RNA表达,蛋白免疫印迹法(Western blot)、Real-time PCR检测肝脏OX1R/PLCβ-1/PKCα/ERK1/2信号通路蛋白及m RNA表达。结果:与空白组比较,模型组体质量下降(P<0.05,P<0.01),狂躁、静止节律紊乱(P<0.01),肝脏肌纤维断裂、水肿伴炎性细胞浸润,GABA、5-HT、EPI、NE和ACh含量降低、Glu含量升高(P<0.01),Per1、Per2、Cry1和Cry2 m RNA表达降低(P<0.01),Bmal1和Bmal2 m RNA表达升高(P<0.01),OX1R、PLCβ-1、PKCα、ERK1/2蛋白及m RNA基因表达均增高(P<0.01);与模型组比较,苏沃雷生和安寐丹低、中、高剂量组可增加失眠大鼠体质量(P<0.05,P<0.01),减少狂躁状态、增加其静止时间和频率(P<0.05,P<0.01),并可上调神经递质GABA、5-HT、EPI、NE、ACh和节律基因Per1、Per2、Cry1、Cry2 m RNA表达(P<0.05,P<0.01),抑制Glu及Bmal1、Bmal2、OX1R、PLCβ-1、PKCα、ERK1/2 m RNA和OX1R、PLCβ-1、PKCα、ERK1/2蛋白表达(P<0.05,P<0.01)。结论:安寐丹可通过抑制OX1R/PLCβ-1/PKCα/ERK1/2信号通路调节失眠大鼠肝脏神经递质表达,改善昼夜节律紊乱,且安寐丹高剂量组效果最佳。

鼠鼻腔给予胰高血糖素样肽1受体激动剂exendin-4改善β淀粉样蛋白所致昼夜节律紊乱及机制研究

目的 研究鼻腔给予exendin-4对海马内注射β淀粉样蛋白31-35（Aβ31-35）所致C57BL/6小鼠昼夜节律紊乱的影响及可能机制.方法 将C57BL/6小鼠按随机数字表法随机分为溶剂对照组、Aβ31-35组、exendin-4预处理组和exendin-4单独给药组.exendin-4采用鼻腔滴液的方式给药,Aβ31-35采用海马内注射的方法给药.利用动物自主跑轮行为学实验检测exendin-4对Aβ31-35引起的小鼠昼夜节律紊乱的影响.采用实时荧光定量PCR在分子水平检测exendin-4对Aβ31-35所致小鼠下丘脑视交叉上核节律基因per1及per2表达改变的作用.结果 exendin-4明显改善Aβ31-35所致小鼠昼夜节律紊乱.方差分析的结果显示,4组小鼠的自由运转周期是有差异的（F =4.355,P=0.014）;海马内注射Aβ31-35引起小鼠自由运转周期[（23.7±0.08） h]延长,与溶剂对照组[（23.52±0.12）h]相比,差异具有统计学意义（P =0.007）;exendin-4预处理后小鼠的自由运转周期[（23.53±0.11） h]明显短于Aβ31-35组,差异具有统计学意义（P=0.008）.在持续黑暗环境下的昼夜时间14点时,per1在4组小鼠的表达量不同（F=3.105,P=0.047）;Aβ31-35导致per1的表达（1.13±0.13）明显降低,与溶剂对照组（1.62±0.42）相比,差异具有统计学意义（P=0.025）;exendin-4预处理后per1（1.58±0.39）的表达得到纠正.在持续黑暗环境下的昼夜时间8点时,per2在4组小鼠的表达量不同（F=3.273,P=0.043）;Aβ31-35引起per2的表达（0.99 ±0.10）下降,与溶剂对照组（1.47±0.35）相比,差异具有统计学意义（P=0.016）;exendin-4预处理明显改善per2异常表达,为1.40±0.38.结论 鼻腔给予exendin-4明显改善Aβ31-35所致C57BL/6小鼠昼夜节律紊乱,有可能是通过调整节律基因per1及per2的表达来实现的.

DA-JC1改善β-淀粉样蛋白31-35所致昼夜节律紊乱研究

目的 观察新型胰高血糖素受体/葡萄糖依赖性促胰岛素受体双受体激动剂DA-JC1对β-淀粉样蛋白31-35（Aβ31-35）引起的C57BL/6小鼠昼夜节律紊乱以及小鼠海马HT22神经细胞period1基因/蛋白表达异常的影响.方法 （1）选取6-8周龄雄性C57BL/6小鼠进行跑轮行为学实验,分析DA-JC1在改善Aβ31-35所致小鼠昼夜节律紊乱中的作用.（2）选取HT22神经细胞,采用随机数字表法将其分为对照组、Aβ31-35组、DA-JC1预处理组、DA-JC1组（各组n=4）,采用四甲基偶氮唑盐法检测各组细胞的存活率.采用实时荧光定量PCR方法检测各昼夜时间的时间点period1基因表达水平,通过蛋白质印迹方法检测period1差异最大昼夜时间的period1蛋白表达水平,观察DA-JC1对Aβ31-35引起的小鼠海马HT22神经细胞period1表达异常的影响.结果 （1）与对照组相比,Aβ31-35引起小鼠自由运转周期显著延长[（23.80±0.06）h与（23.54 ±0.07）h,t=0.265,P=0.010],DA-JC1预处理后显著缩短了Aβ31-35引起的自由运转周期延长[（23.61 ±0.06）h,t=0.193,P=0.047].（2）与对照组相比,5μmol/L Aβ31-35可引起HT22细胞存活率显著降低（78.7％±3.4％与100.0％±3.6％,t=12.393,P=0.005）,而DA-JC1预处理1h后细胞存活率明显回升（89.2％±2.3％,=9.748,P=0.048）.（3） Aβ31-35导致HT22细胞period1表达异常,表现在昼夜时间12时（period1基因：0.58±0.04;period1蛋白：0.74±0.07）较对照组（period1基因：1.00±0.09,=0.419,P=0.001;period1蛋白：1.01±0.07,t=0.221,P=0.007）表达显著降低,DA-JC1可以逆转Aβ31-35在昼夜时间12时诱导的HT22细胞period1表达水平降低（period1基因：0.79 ±0.11,t=0.279,P=0.024;penod1蛋白：0.99±0.05,t=0.226,P=0.009）.结论 DA-JC1可以有效缓解Aβ31-35所致C57BL/6小鼠昼夜节律紊乱,同时可以有效改善Aβ31-35所致HT22细胞中period1表达异常.

血清人软骨糖蛋白39、可溶性细胞间黏附分子1和叶酸水平与高血压患者血压昼夜节律的关系

目的探讨血清人软骨糖蛋白39(HC-gp39/YKL-40)、可溶性细胞间黏附分子1(sICAM-1)和叶酸水平与高血压患者血压昼夜节律的相关性。方法选取2015年12月至2018年2月接受治疗的原发性高血压患者352例作为研究对象,对所有患者进行24 h动态血压监测(ABPM),根据监测结果将其分为杓型血压组117例、非杓型血压组132例和反杓型血压组103例3个亚组,选择同期进行健康体检的105人为对照组。检测并比较各组研究对象的血清YKL-40、sICAM-1、血清叶酸表达水平,采用Pearson相关性分析和多元线性逐步回归分析对血清YKL-40、sICAM-1、血清叶酸表达水平和血压昼夜节律的相关性进行分析。结果非杓型血压组和反杓型血压组患者血清YKL-40、sICAM-1水平高于杓型血压组和对照组,叶酸水平低于杓型血压组和对照组(均P<0.05),而非杓型血压组和反杓型血压组的差异无统计学意义(均P>0.05)。Pearson相关性分析显示,血清YKL-40、sICAM-1与夜间平均收缩压下降率、夜间舒张压下降率呈负相关(r=-0.612,-0.460,-0.543,-0.388;均P<0.05),叶酸水平与夜间收缩下降率、夜间舒张压下降率呈正相关(r=0.367,0.428;均P<0.05);多元逐步线性回归分析显示,血清YKL-40、sICAM-1、叶酸水平是夜间收缩压下降率的影响因素(B=-2.943,-0.003,0.624,均P<0.05)。结论相比杓型血压患者,非杓型血压和反杓型血压患者血清YKL-40、sICAM-1水平更高,叶酸水平更低,血清YKL-40、sICAM-1和叶酸水平是昼夜血压节律改变的影响因素。

Bmal1通过肠嗜铬细胞及其TPH1-5-HT信号通路参与肠易激综合征的作用机制研究

背景:肠易激综合征(IBS)的发生与生物钟节律紊乱有关,IBS症状常具有昼夜波动等节律紊乱特征。肠嗜铬细胞(EC细胞)及其色氨酸羟化酶-1(TPH1)-5-羟色胺(5-HT)信号通路是目前公认的参与IBS发生的关键病理生理学机制。目的:探讨生物钟核心基因Bmal1是否通过调控EC细胞及其TPH1-5-HT信号通路参与IBS的发生。方法:采用IBS模型和对照Sprague-Dawley大鼠以及Bmal1肠道特异性敲除(Bmal1△IEC)和野生型(WT)C57BL/6小鼠进行研究。以连续单一刺激方法建立IBS模型。以免疫荧光染色检测结肠Bmal1、EC细胞嗜铬粒蛋白A(Cg A)、TPH1和5-HT表达。结果:大鼠实验:Bmal1主要表达于结肠上皮细胞,在EC细胞中亦有表达。与对照组相比,授时因子时间点(ZT)ZT8:00和ZT24:00时,IBS模型组结肠Bmal1表达明显增高,且模型组ZT8:00的Bmal1表达明显高于ZT16:00和ZT24:00,差异均有统计学意义(P均<0.05)。小鼠实验:与WT组相比,Bmal1△IEC组结肠EC细胞数量明显减少,TPH1、5-HT表达明显降低,差异均有统计学意义(P均<0.05)。结论:IBS模型大鼠结肠生物钟基因Bmal1的表达存在昼夜异常波动,Bmal1表达的昼夜紊乱可通过EC细胞及其TPH1-5-HT信号通路参与IBS的发生。

肥胖高血压患者血清半胱氨酸天冬氨酸蛋白水解酶1和含NLR家族Pyrin域蛋白3与血压昼夜节律的关系

目的 探讨肥胖高血压患者血清半胱氨酸天冬氨酸蛋白水解酶1(Caspase-1)和含NLR家族Pyrin域蛋白3(NLRP3)表达水平与血压昼夜节律变化的关系。方法 选取2018年12月至2021年2月收治的肥胖原发性高血压患者150例,监测所有患者的24 h动态血压,根据血压昼夜节律不同分为勺型血压组(n=48)、非勺型血压组(n=59)、反勺型血压组(n=43)。另外选取同时期体检的肥胖非高血压者105例为对照组。采用酶联免疫吸附法检测血清Caspase-1、NLRP3水平。采用Pearson相关分析和多因素线性逐步回归分析血清Caspase-1、NLRP3水平和血压昼夜节律的关系。结果 反勺型血压组和非勺型血压组患者血清Caspase-1、NLRP3水平高于勺型血压组和对照组,勺型血压组患者血清Caspase-1、NLRP3水平高于对照组(均P<0.05)。反勺型血压组和非勺型血压组患者血清Caspase-1、NLRP3水平差异无统计学意义(P>0.05)。Pearson相关分析显示,肥胖高血压患者血清Caspase-1、NLRP3与夜间收缩压下降率、夜间舒张压下降率呈负相关(分别r=-0.413、-0.425、-0.461、-0.403,均P<0.05)。多因素线性回归分析显示,血清Caspase-1、NLRP3是肥胖高血压患者夜间收缩压下降率的影响因素(B=-1.446、-0.723,P<0.05),也是肥胖高血压患者夜间舒张压下降率的影响因素(B=-1.048、-0.912,P<0.05)。结论 相比勺型血压患者,非勺型血压和反勺型血压患者血清Caspase-1、NLRP3水平更高,血清Caspase-1、NLRP3是影响肥胖高血压患者血压昼夜节律改变的相关因素。

PER1对人肝癌细胞BEL-7402辐射敏感性的影响

本文通过X射线照射SMMC-7721、BEL-7402和HepG2三种肝癌细胞后,以克隆形成试验检测其存活分数,结果显示在梯度剂量X射线0、2、4、6、8、10 Gy照射下SMMC-7721、BEL-7402、HepG2三种细胞克隆存活分数逐渐下降,其中SMMC-7721在三种肝癌细胞系中对辐射最敏感,BEL-7402辐射抗性在三种肝癌细胞系中最高。Western blot检测发现PER1在SMMC-7721中的表达水平明显显著高于BEL-7402和HepG2(P<0.05)。过表达PER1蛋白以后,BEL-7402接受5 Gy X射线照射后凋亡明显增多,同时,western blot和RT-qPCR试验结果发现,X射线照射过表达PER1的BEL-7402细胞,抗凋亡蛋白Bcl-2表达明显降低,凋亡执行蛋白Caspase-3断裂明显增多。研究结果表明PER1蛋白的高水平表达可以促进X射线诱导的凋亡,增强肝癌细胞的辐射敏感性。

昼夜节律与沉默信息调节因子1在缺血性脑卒中神经保护中的相互作用研究进展

缺血性脑卒中的发生率和致死率多在清晨达到高峰,这种变化提示昼夜节律紊乱与急性缺血性脑卒中密切相关。虽然有研究认为,清晨血压升高(所谓的晨峰)、血小板聚集增加以及内皮功能的钝化与清晨缺血性脑卒中的发生相关,但其分子机制在很大程度上是未知的。近期研究发现,去乙酰酶沉默信息调节因子1(SIRT1)参与生物钟基因转录的调控过程。并且,SIRT1通过去乙酰化作用来抑制氧化应激、炎性反应、自噬及细胞凋亡等,在缺血性脑卒中的发生发展及治疗中发挥重要作用。因此,探讨昼夜节律和SIRT1之间的复杂关联以及他们在调节缺血性脑卒中神经保护中的相互作用非常必要。控制和定时管理SIRT1及生物钟蛋白或可成为缺血性脑卒中防治的新靶点。

阿托伐他汀对人肝癌细胞株HepG2生物钟基因震荡性的影响

目的探讨阿托伐他汀(AT)对人肝癌细胞株HepG2(简称HepG2)生物钟基因与蛋白表达节律的影响。方法基于MOE软件设计AT与生物钟蛋白的分子对接虚拟实验;在HepG2与人骨肉瘤细胞BMAL1::LUC-U2OS(简称U2OS)中分别设置实验组(加入101,102,103,104 nmol/L AT),对照组(加入0 nmol/L AT),空白组(加入0.1%二甲基亚砜),给药24 h后采用CCK-8法检测细胞在不同浓度AT处理后的活力;在不影响正常细胞活力的浓度下,采用免疫印迹(Western blot)法检测脑和肌肉芳香烃受体核转运样蛋白1(BMAL1)、昼夜节律蛋白2(PER2)、视黄酸受体相关孤儿受体γ(RORγ)、核受体亚家族1组D成员(NR1D1)的蛋白表达水平;采用LumiCycle实验检测细胞生物节律基因BMAL1的震荡情况;通过血清休克实验确定生物钟基因BMAL1,PER2,NR1D1及隐花色素2(CRY2)的节律表达。结果高于100 nmol/L的AT会对HepG2产生细胞毒性。在避免AT对正常细胞活性影响的背景下,选择AT 100 nmol/L浓度进行后续实验。给予AT刺激后,BMAL1和PER2蛋白表达量减少(P<0.05);LumiCycle实验结果显示,实验组(AT 100 nmol/L)的相位较对照组(0 nmol/L)滞后2.696 h(P<0.01)。血清休克实验结果显示,实验组PER2基因的表达较对照组显著下调(P<0.05)。结论AT能调节外周生物钟蛋白与基因的表达,使生物钟核心基因BMAL1表达滞后,PER2基因与蛋白表达均显著下调,具有治疗生物钟紊乱相关疾病、睡眠障碍等的应用前景。

BMAL1基因在心血管疾病中的研究进展

生物钟基因及其编码翻译的蛋白质通过转录翻译反馈回路调控机体24 h昼夜节律,许多临床心血管生理病理现象存在一定的昼夜节律变化。脑和肌肉芳烃受体核转录因子样蛋白-1(BMAL1)基因是转录翻译反馈回路中的重要环节,BMAL1基因缺失可能破坏机体的正常昼夜节律,从而导致各种心血管疾病的发生发展,如缺血性心脏病、心力衰竭、心律失常、各种心肌病、高血压、高脂血症等。研究BMAL1基因与各类心血管疾病之间的内在联系有助于探究其发挥作用的分子机制及信号通路,且有望在未来寻找到新的有效的基因治疗靶点。