耐力运动联合NAD合成酶基因CG9940过表达对中老龄果蝇心脏功能、运动能力和寿命的影响

目的:探讨耐力运动、NAD合成酶相关基因CG9940以及耐力运动联合CG9940基因过表达对中老龄果蝇心脏功能、运动能力和寿命的影响。方法:y[1]w[67c23]P{y[+m8]=Mae-UAS.6.11}CG9940[GG01267]雌性果蝇分别与W1118雄性果蝇、arm-Gal4雄性果蝇杂交取F1代分为对照组、运动组、过表达对照组和过表达运动组,4组均收集400只处女蝇,饲养至30天龄开始训练,连续训练5天,次日取材。实时荧光定量PCR测定CG9940基因m RNA表达量,M-mode心动图检测心管收缩时间、收缩直径、舒张直径、舒张功能不全指数、射血分数和心律失常指数,测量攀爬指数,统计生命周期。结果:(1)过表达对照组CG9940 m RNA过表达率为155.2%,过表达运动组的过表达率为152.0%。(2)与对照组相比,运动组心率降低(P<0.01),射血分数增大(P<0.01),舒张功能不全指数降低(P<0.05);过表达对照组心率降低(P<0.05),射血分数增大(P<0.01);过表达运动组心率降低(P<0.01),心脏平均收缩速度增大(P<0.05),射血分数增大(P<0.01),舒张功能不全指数减小(P<0.01),心律失常指数降低(P<0.05)。与运动组相比,过表达运动组心率降低(P<0.05),射血分数增大(P<0.01),舒张功能不全指数减小(P<0.05)。与过表达对照组相比,过表达运动组心率降低(P<0.05),射血分数增大(P<0.05),舒张功能不全指数减小(P<0.01)。(3)运动组攀爬指数高于对照组(P<0.05);过表达运动组攀爬指数高于对照组(P<0.01)和过表达对照组(P<0.05)。(4)运动组寿命高于对照组(P<0.05);过表达对照组寿命高于对照组(P<0.01);过表达运动组寿命高于对照组(P<0.01)、运动组(P<0.01)和过表达对照组(P<0.05)。结论:耐力运动能够提高中老年果蝇运动能力并且能延缓心脏功能性衰退和延长生命周期;NAD合成酶基因CG9940过表达能够延缓果蝇心脏衰老,显著延长果蝇寿命;耐力运动联合CG9940基因过表达能降低中老龄果蝇心律失常和舒张功能不全,同时能增强中老龄果蝇逆重力攀爬特征,提高活动能力,并且延寿效果更好,表明二者对中老龄果蝇抗衰老产生叠了加效应。

CG9940基因过表达对幼龄和中龄果蝇心脏功能、攀爬能力运动应激敏感性的影响

目的:构建NAD合成酶基因CG9940全身过表达并进行运动干预,研究NAD合成酶基因CG9940过表达对幼龄和中龄果蝇心脏功能、攀爬能力运动应激敏感性的影响。方法:y[1]w[67c23]P{y[+m8]=Mae-UAS.6.11}CG9940[GG01267]雌性果蝇分别与W1 118雄性果蝇、arm-Gal4雄性果蝇杂交取F1代,分7d龄幼龄组和21 d龄中龄组,各年龄组分为对照组、运动组、过表达对照组和运动组,每组400只处女蝇。幼龄组饲养至第2 d龄开始训练,中龄组饲养至第16 d龄开始训练,连续训练5 d,分别于第7 d龄和21 d龄取材。qRT-PCR测定幼龄组CG9940基因mRNA表达量,M-mode心动图检测果蝇心脏心率和射血分数,测量攀爬指数。结果:析因结果表明CG9940基因过表达的构建对基因表达水平有影响(P<0.01),运动对CG9940基因表达水平无影响(P>0.05),过表达对照组CG9940 mRNA过表达率为155.2%,运动组为152.0%。在幼龄组中,与对照组相比,运动组、过表达对照组缩短分数增大(P<0.05),过表达运动组攀爬指数增大(P<0.05)、心率降低(P<0.05)、缩短分数升高(P<0.01),其余各组比较无显著性差异。中龄组中,与对照组相比,运动组心率降低(P<0.05)、缩短分数增大(P<0.05),过表达对照组心率降低(P<0.05)、缩短分数增大(P<0.05),过表达运动组攀爬指数增大(P<0.01)、心率降低(P<0.01)、缩短分数升高(P<0.01),其余各组比较无显著差异。结论:果蝇NAD合成酶基因过表达产生的NAD适应,能增强幼龄和中龄果蝇心脏泵血功能、心脏自律性、攀爬能力对运动训练的敏感性,产生明显运动效益,提示NAD合成酶基因表达改变可能会对运动敏感性产生影响;对于NAD合成酶基因表达上调个体,早期运动干预能更有效降低心脏疾病发生风险,增强心脏功能,提高运动能力。

不同年龄段规律运动联合NAD合成酶基因CG9940表达改变对果蝇生命周期和运动能力的影响

目的:在NAD合成酶基因表达改变后的遗传背景下,研究不同年龄段进行规律运动干预对果蝇生命周期和快速攀爬能力的影响,为研究NAD合成酶基因的运动抗衰老效应以及训练效应提供更全面的理论依据。方法:利用UAS/GAL4系统使果蝇NAD合成酶基因表达正常、下调、上调和突变,不同遗传背景果蝇分为对照组、运动6周组、7周后运动组和终身运动组,利用转动平台对不同时期果蝇进行运动训练,q RT-PCR检测NAD合成酶基因m RNA表达量,测量果蝇攀爬速度和统计生命周期。结果:表达下调组果蝇CG9940 m RNA表达量低于正常表达组(P<0.01),下调率为56.98%;表达上调组高于正常表达组(P<0.01),上调率为129.21%;突变组表达量低于正常表达组(P<0.01)。CG9940表达下调组果蝇寿命低于正常表达组(P<0.05),表达上调组和突变组寿命高于正常表达组(P<0.05,P<0.01);正常表达组和表达上调组果蝇的运动6周、7周后运动、终身运动组寿命高于安静组(P<0.05,P<0.01,P<0.05;P<0.01,P<0.01,P<0.05);表达下调的运动6周组寿命低于安静组(P<0.01);突变的运动6周组、终身运动组寿命低于安静组(P<0.01,P<0.01)。正常表达组和表达上调组3周龄果蝇的攀爬速度高于安静组(P<0.05,P<0.05)。结论:果蝇NAD合成酶基因CG9940表达不同的群体中,生命晚期开始的适宜规律运动能对更广泛群体的寿命产生效益;CG9940基因表达上调的攀爬效应能与生命早期训练的攀爬效应产生叠加,提高攀爬能力。果蝇CG9940功能与生命周期、攀爬能力密切相关,不同个体的运动抗衰老效应、运动的攀爬效应可能与NAD合成酶基因表达及突变有关。

CG9940基因过表达对中老龄果蝇心脏功能、运动能力及寿命的影响

目的:利用GAL4/UAS基因表达调控系统研究CG9940基因过表达对果蝇心脏抗衰老功能、运动能力和寿命的影响。方法:W1118雌性果蝇与arm-Gal4雄性果蝇杂交取F1为对照组,y[1]w[67c23]P{y[+m8]=Mae-UAS.6.11}CG9940[GG01267]雌性果蝇与arm-Gal4雄性果蝇杂交取F1为过表达组,2组均收集处女蝇1 200只,在第1、3、5和7周进行检测。实时荧光定量PCR测定表达量,M-mode心动图测量心管舒张功能不全指数、心率失常指数,测量攀爬指数和统计生命周期。结果:平均相对表达量过表达组高于对照组(P<0.01),过表达率为144.09%;舒张不齐指数在第7周对照组高于过表达组(P<0.01),对照组舒张不齐指数第5周到第7周有非常明显上升(P<0.01);心率失常指数对照组第1周、第5周和第7周均高于过表达组(P<0.05),对照组心率失常指数第3周到第5周有明显上升(P<0.05);第1周和第3周龄果蝇攀爬指数过表达组强于对照组(P<0.01);过表达组果蝇平均寿命长于对照组(P<0.01),平均延寿率为20.4%,对照组的最高寿命是64 d龄,过表达组的最高寿命是77 d龄。结论:CG9940基因过表达能够有效保护中老龄、老龄果蝇心脏功能,提高幼龄和中龄果蝇运动能力,有助于老龄果蝇活动能力的维持,具有延长寿命的作用,提示CG9940基因与中老龄心脏功能增龄衰退、运动能力及寿命有着重要联系。