生物钟相关基因CLOCK及褪黑素受体MT1和MT2基因与2型糖尿病患者肠道菌群及炎症因子相关性分析

目的:探讨生物钟基因CLOCK及褪黑素受体MT1和MT2基因与2型糖尿病(T2DM)患者肠道菌群及炎症因子的相关性。方法:选择T2DM患者80例为观察组,选择同期进行健康体检者80例为对照组。检测两组血清CLOCK、MT1和MT2基因水平,以及超敏C反应蛋白(hs-CRP)、白细胞介素-6(IL-6)、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)和IL-18水平。检测两组粪便中肠杆菌、双歧杆菌、乳杆菌、肠球菌、双歧杆菌/肠杆菌丰度。分析观察组血清CLOCK、MT1和MT2基因水平与T2DM患者肠道菌群及炎症因子的相关性。结果:观察组血清CLOCK、MT1、MT2基因水平明显较对照组低(均P<0.05)。观察组肠杆菌水平明显较对照组高,双歧杆菌、乳杆菌、双歧杆菌/肠杆菌水平明显较对照组低(均P<0.05)。观察组hs-CRP、IL-6、TNF-α、IL-18水平明显较对照组高(均P<0.05)。观察组血清CLOCK、MT1、MT2基因水平与肠杆菌、hs-CRP、IL-6、TNF-α、IL-18水平呈负相关,与双歧杆菌、乳杆菌、双歧杆菌/肠杆菌水平呈正相关(均P<0.05)。结论:血清生物钟相关基因CLOCK、MT1和MT2基因与T2DM患者肠道菌群及炎症因子均有一定相关性,可作为潜在的诊断指标及治疗靶点。

降糖消脂片对代谢相关脂肪性肝病小鼠肝脏生物钟相关基因CLOCK、BMAL1、REV-ERBα、REV-ERBβ的影响

目的研究降糖消脂片(JTXZT)对代谢相关脂肪性肝病的改善作用,从生物钟相关基因昼夜运动输出周期(CLOCK)、脑和肌肉芳烃受体核转录因子样蛋白-1基因(BMAL1)、孤儿核激素受体α(REV-ERBα)、孤儿核激素受体β(REV-ERBβ)的角度研究降糖消脂片的作用机制。方法将50只雄性SPF级C57BL/6J小鼠随机分为正常组(10只)与模型组(40只),正常组饲喂正常饲料,模型组饲喂高脂饲料。4周后将模型组随机分为4组,每组10只,即模型组、降糖消脂片高、低剂量(12.5、6.25 g·kg^(-1))组、奥利司他组(70 mg·kg^(-1)),正常组和模型组小鼠灌胃等体积蒸馏水,连续灌胃8周;测定体质量,生化法检测血清甘油三酯(TG)、总胆固醇(TC)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)、高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)、天门冬氨酸氨基转移酶(AST)、丙氨酸氨基转移酶(ALT)含量,酶联免疫吸附测定法(ELISA)检测血清游离脂肪酸(FFA)、瘦素的含量;苏木素-伊红(HE)染色观察小鼠肝组织和附睾脂肪病理变化、马松(Masson)染色观察肝纤维化程度、油红O染色观察脂质变化情况;蛋白免疫印迹法(Western blot)和免疫组化检测生物钟相关基因CLOCK、BMAL1、REV-ERBα、REV-ERBβ蛋白表达水平的变化。结果与正常组比较,模型组小鼠TG,TC,LDL-C,HDL-C,AST,ALT,FFA、瘦素含量明显升高(P<0.05,P<0.01),肝组织细胞出现明显气球样变性和灶性小泡性脂肪变,脂肪细胞显著增大,有炎细胞聚集灶及纤维组织的增生,固醇调节元件结合蛋白1(SREBP1)和过氧化物酶体增殖物激活受体γ(PPARγ)蛋白表达显著增加(P<0.01),而PPARα蛋白表达明显减少(P<0.05),CLOCK、BMAL1、REV-ERBα和REV-ERBβ蛋白表达明显减少(P<0.05,P<0.01)。与模型组比较,JTXZT-H组可明显下调小鼠TG,TC,LDL-C,HDL-C,AST,ALT,FFA、瘦素含量(P<0.05,P<0.01),JTXZT各组肝组织气球样变性程度及范围明显减轻,肝窦压迫明显减轻,炎细胞浸润及纤维组织增生不明显,SREBP1、PPARγ蛋白表达均明显减少(P<0.05,P<0.01),PPARα蛋白表达显著增加(P<0.01),CLOCK、BMAL1、REV-ERBα和REV-ERBβ蛋白表达明显增多(P<0.05,P<0.01)。结论JTXZT对高脂饮食引起的小鼠代谢相关脂肪性肝病具有显著的改善作用,可能通过上调CLOCK、BMAL1、REV-ERBα和REV-ERBβ蛋白的表达,来调控下游相关脂质代谢蛋白(SREBP1、PPARγ、PPARα)的表达,达到治疗代谢相关脂肪性肝病的作用。

大白菜lcc-1突变体生物钟核心基因在不同光周期下的表达分析

以大白菜生物钟长周期突变体lcc-1及其野生型为研究材料,利用qRT-PCR技术分析大白菜生物钟核心基因(BraCCA1、BraLHY、BraTOC1、BraPRR9/7/5、BraELF3/4、BraLUX、BraGI)在长、短日照条件下转录水平的表达特性以及生物钟节律周期突变体lcc-1和野生型之间的表达差异。结果表明:除了BraPRR7-10、BraPRR5-9以及BraELF3的2个拷贝基因,大部分生物钟相关基因在短日照条件下的相对表达量高于长日照条件;在长、短日照条件下,BraCCA1和BraLHY均在早晨出现高峰,傍晚表达量最低,与BraTOC1的2个拷贝的基因相互抑制。在长日照条件下,BraTOC1的2个拷贝基因在突变体中转录水平的相对表达量峰值显著高于野生型,推测BraTOC1基因的表达量升高与lcc-1突变体中的突变基因有关,进而影响了生物钟周期;在长、短日照下,BraPRR9的表达高峰出现在ZT4(光照4 h时),BraPRR7-2以及BraPRR7-10在长日照下的表达延迟至ZT8(光照8 h时),大白菜BraPRR5的3个拷贝基因的表达高峰也出现在光照8 h,该表达时序与拟南芥PRRs基因依次延迟表达略有不同;BraELF4的3个拷贝的基因在长日照条件下,均为ZT12时(光照12h)达到表达的高峰,而在短日照条件下,表达峰值提早至ZT8(黑暗来临时),推测BraELF4基因能够预知黑暗。BraLUX 2个拷贝的基因在长、短日照条件下,其表达高峰均出现在ZT12,其预知黑暗信号的能力不如BraELF4。在大白菜中BraELF4和BraLUX均在傍晚相对表达量高;突变体的BraPRR5-6在长日照条件下表达延迟,这可能与突变基因影响了BraPRR5-6的表达有关。这也说明了不同拷贝基因在长短周期下的表达存在差异,在节律调节中发挥着不同的作用;在长日照条件下,lcc-1突变体中BraGI表达量峰值的时间较野生型延迟,这可能是导致该突变体晚花表型的主要原因。该研究为进一步鉴定突变基因提供了证据,也为揭示生物钟相关基因对不同光周期的适应性反应以及生物钟核心基因调控大白菜农艺性状的调控机制奠定了基础。