黄芩苷对多杀性巴氏杆菌感染猪巨噬细胞后炎症因子表达及信号通路影响的研究

为研究不同浓度黄芩苷对多杀性巴氏杆菌(Pm)HN-13株感染的猪巨噬细胞(HD11)内炎症因子表达的影响及与炎症信号通路的相互作用关系,本研究采用western blot检测HN-13株感染(0、30 min、60 min、90 min)HD11细胞中促分裂原活化蛋白激酶(MAPK)信号通路3个关键蛋白(p-ERK/ERK、p-p38/p38、p-JNK/JNK)的表达水平;采用ELISA和荧光定量RT-PCR(RT-qPCR)分析检测低浓度剂量黄芩苷(L组,20μmol/L)、中浓度剂量黄芩苷(M组,40μmol/L)和高浓度剂量黄芩苷(H组,60μmol/L)对Pm感染的猪巨噬细胞内肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、白细胞介素-6(IL-6)和IL-1β分泌水平及其m RNA转录水平的影响,同时设置对照组(Control)和模型组(HN-13);利用抑制剂SCH772984阻断ERK通路,采用ELISA和RT-qPCR检测黄岑苷对Pm感染的HD11细胞内炎症因子TNF-α、IL-6和IL-1β表达及m RNA转录水平的影响,同时设置对照组(Control)、模型组(HN-13)、抑制组(HN-13+抑制剂)。结果显示:与HN-13株处理0 min组相比,随着感染时间的延长,HN-13株感染HD11细胞中p-ERK/ERK的蛋白表达量逐渐升高(P<0.01),而p-p38/p38和p-JNK/JNK蛋白表达量均未发生显著变化(P>0.05),表明,HN-13株可使HD11细胞炎症相关ERK通路蛋白表达增强,且与作用时间呈正相关。与模型组(HN-13)相比,3个浓度剂量的黄芩苷均显著抑制TNF-α、IL-6和IL-1β的分泌水平及m RNA转录水平(P<0.05),且抑制作用随着黄芩苷浓度升高而增强。与抑制组相比,黄芩苷与抑制剂共处理组可以显著抑制HN-13感染的HD11细胞中TNF-α、IL-1β和IL-6的分泌及m RNA转录水平(P<0.05)。综上所述,黄芩苷可以抑制Pm感染的HD11细胞中ERK通路相关蛋白的表达和分泌,进而发挥抗炎作用。本研究为研制防治Pm引起的猪肺疫的新药提供了思路。

MAPK-ERK1/2信号通路调控成骨性基因表达和细胞增殖

目的观察在不同浓度大鼠血清作用下,激活或抑制MAPK-ERK1/2信号通路对大鼠成骨细胞的成骨性基因表达和增殖的影响。方法原代培养大鼠成骨细胞,进行形态和碱性磷酸酶初步鉴定后,分别用1%和5%的大鼠血清进行培养24 h,WB检测MAPK-ERK1/2信号通路蛋白p-ERK1/2和ERK1/2表达,同时检测成骨性基因(Runx2、Ⅰ型胶原和碱性磷酸酶)和增殖蛋白PCNA的表达;MAPK-ERK1/2信号通路阻断剂PD0325901抑制P-ERK1/2的表达后观察对Runx2、Ⅰ型胶原和碱性磷酸酶和增殖蛋白PCNA的表达。结果 5%大鼠血清激活p-ERK1/2水平明显高于1%大鼠血清(P<0.05),在MAPK-ERK1/2高水平激活状态下,成骨性基因如Runx2、Ⅰ型胶原和碱性磷酸酶的表达水平出现显著的增加及促进PCNA的表达;当抑制MAPK-ERK1/2信号通路时,成骨性基因Runx2、Ⅰ型胶原和碱性磷酸酶的表达水平也随之下调,且PCNA表达也受到抑制。结论激活MAPKERK1/2通路促进成骨基因表达和成骨细胞增殖,抑制此通路将抑制成骨性基因表达和细胞增殖,此通路可能作为治疗骨质疏松症的药物靶点。

MAPK信号通路基因在小鼠肝再生中的表达谱变化

为了分析丝裂原活化蛋白激酶(Mitogen-Activated Protein Kinases,MAPK)信号通路基因在肝再生中的表达图谱,以及探讨MAPK信号通路在肝再生中的作用,文章利用四氯化碳(Carbon Tetrachloride,CCl4)诱导的小鼠肝损伤再生模型对MAPK信号通路基因的表达进行检测。首先,采用CCl4腹腔注射的方法建立小鼠肝损伤再生模型,通过肝脏切片HE染色和测定血清中谷丙转氨酶活性确认模型的质量,然后,在注射CCl4后的第0、0.5、1.5、4.5、7d分别采集小鼠肝脏样本,应用Affymetrix公司的小鼠基因表达芯片,检测MAPK信号通路中93个基因的差异表达图谱,并用荧光实时定量PCR法验证芯片检测的结果。结果表明,在芯片检测到的93个MAPK信号通路基因中,有31个在肝再生中有不同程度差异表达,且经荧光实时定量RT-PCR检测的结果与基因芯片的结果相符合。基因表达谱芯片技术可以筛选出肝再生中差异表达的基因,在小鼠肝再生中的第0.5和1.5d,MAPK信号通路中表达水平上调的基因增多,而在第4.5和7d,则表达水平下调的基因明显增多。这一结果表明MAPK信号通路对肝再生不同阶段的双重调控作用。

胃癌细胞中JAK-STAT和ras-MAPK信号通路相关基因的表达及意义

目的通过检测不同分化程度胃癌细胞中ras、STAT3、p38MAPK的表达,分析各基因表达的关系。方法采用RT-PCR和蛋白印迹分析法检测人胃癌细胞株MKN45、SGC7901、MKN28中ras、STAT3、p38MAPK核酸和蛋白的表达水平。结果人低分化胃癌细胞株MKN45中ras、STAT3、p38MAPK的mRNA表达水平明显高于人中分化胃癌细胞株SGC7901(P<0.05)和人高分化胃癌细胞株MKN28(P<0.01);人低分化胃癌细胞株MKN45中ras、STAT3、p38MAPK的蛋白表达水平明显高于人中分化胃癌细胞株SGC7901(P<0.05)和人高分化胃癌细胞株MKN28(P<0.01)。ras与STAT3(r=0.94,P<0.01)、p38MAPK(r=0.89,P<0.01)mRNA的表达均呈显著正相关;STAT3和p38MAPK mRNA的表达呈正相关(r=0.76,P<0.05);ras与STAT3蛋白的表达水平呈显著正相关(r=0.97,P<0.01);ras与p38MAPK蛋白的表达水平呈正相关(r=0.72,P<0.05);STAT3和p38MAPK蛋白的表达亦呈正相关(r=0.69,P<0.05)。结论 ras、p38MAPK和STAT3的过度表达在胃癌的发生、发展、分化过程中起重要作用,ras-MAPK和JAK-STAT通路的平衡失调可能是导致胃癌发生的重要原因。

平滑肌细胞成骨分化致血管钙化中MAPK信号通路基因的表达谱变化

背景:血管钙化是一种细胞介导的主动的、可调控的复杂生物学过程,血管平滑肌细胞转分化为成骨样细胞发挥着重要作用,其确切机制尚不清楚。目的:探讨尿毒症背景下动脉粥样硬化血管钙化的病理生理机制。方法:采用5/6肾切除法建立尿毒症背景下ApoE-/-小鼠动脉血管钙化模型,苏木精-伊红染色和VonKossa染色观察主动脉组织形态学特点,明确造模成功。应用小鼠全基因组Agilent芯片筛查MAPK信号通路的差异表达基因,实时定量PCR分析验证部分与MAPK信号通路相关的差异表达基因,并结合通路分析来探索MAPK信号通路与血管钙化的内在联系。结果与结论:造模12周后,尿毒症ApoE-/-小鼠主动脉组织形态学特点证实动脉粥样硬化钙化斑块形成。Agilent基因芯片检测结果显示,MAPK信号通路中存在14个差异表达基因,RT-PCR验证结果与芯片检测结果相符合。经KEGG通路分析,ERK1/2信号通路可能在血管钙化的病理生理过程中扮演着重要的角色。说明5/6肾切除ApoE-/-小鼠主动脉钙化斑块形成与MAPK信号通路激活密切相关,该信号通路可能在平滑肌细胞转分化过程中起着至关重要作用。

基于RNA-seq的番茄响应根结线虫MiPDCD6蛋白的SA信号通路基因鉴定与表达分析

为了揭示南方根结线虫MiPDCD6蛋白抑制番茄PTI免疫的分子机理,以番茄品种新金丰1号MiPDCD6超表达苗为试验材料,以番茄品种新金丰1号组培苗为对照,通过转录组测序技术分别对番茄MiPDCD6超表达苗和对照苗进行转录组测序。以番茄栽培品种Heinz 1706基因组作为参考基因组进行对比,利用FPKM法计算基因表达量,设定参数(|log_(2)FC|>1且P<0.05)筛选差异表达基因。利用Gene Ontology(GO)数据库进行差异表达基因GO功能富集分析,统计每个GO term中的差异表达基因数目,计算出基因富集的显著性,找出富集显著的功能条目。利用KEGG数据库对差异表达基因进行Pathway富集分析,超几何分布检验方法计算每个Pathway中差异表达基因富集的显著性。以FDR和基因数量来衡量KEGG的富集程度。结合基因差异表达分析和功能富集分析,研究MiPDCD6蛋白对番茄PTI免疫相关通路基因的影响。结果发现:在超表达MiPDCD6番茄植株中,与野生型番茄相比,MiPDCD6过表达番茄植株中有2366个差异表达基因(DEGs),其中1354个上调基因,1012个下调基因。这些DEGs中,通过GO和KEGG注释,植物激素信号转导(sly04075)、植物-病原互作(sly04626)、植物MAPK信号通路(sly04016)和丙环素生物合成(sly00940)等KEGG通路中富集到大量的差异表达基因。SA生物合成途径包括ICS和PAL,MiPDCD6过表达番茄植株中SA合成通路PAL1和PAL-like基因以及SA信号转导途径TGA9、TGA10-like和PR1a2基因均显著下调,表明MiPDCD6基因可能抑制SA合成,从而抑制植物PTI免疫。

胆汁酸和MAPK信号通路对HepG2细胞中PPARα转录表达的调控作用

目的探究胆汁酸(bile acids,BAs)和MAPK信号通路对HepG2细胞中人类过氧化物酶体增殖物激活受体α(human peroxisome proliferation activated receptorα,hPPARα)转录表达的调控作用。方法PCR扩增hPPARα基因启动子片段P1(-764~+228 bp)、P2(-2090~-744 bp)、P2-1(-744~-1287 bp)、P2-2(-1548~-1265 bp)、P2-3(-2090~-1540 bp),将扩增得到的片段分别插入荧光素酶报告基因质粒(pGL4-luc2P-Hygro)的启动子上游。将包含hPPARα基因启动子片段的荧光素酶报告基因质粒转染HepG2细胞,分别用U0126(ERK1/2信号通路选择性小分子抑制剂)、SP600125(JNK1/2信号通路选择性小分子抑制剂)、石胆酸(lithodeoxycholic acid,LCA)、脱氧胆酸(deoxycholic acid,DCA)、鹅去氧胆酸(chenodeoxycholic acid,CDCA)、甘氨脱氧胆酸(glycodeoxycholic acid,GDCA)、熊去氧胆酸(ursodeoxycholic acid,UDCA)进行处理,每次处理均以DMSO处理组作为对照,通过双荧光素酶报告基因试验分别检测ERK1/2、JNK1/2信号通路以及胆汁酸对hPPARα启动子片段的调控作用。另外,在HepG2细胞中共转染荧光素酶报告基因质粒与人类法尼酯X受体(human farnesoid X receptor,hFXR)过表达质粒,用GW4064激活过表达的hFXR,通过双荧光素酶报告基因试验检测胆汁酸的生理受体hFXR对hPPARα启动子片段的调控作用。利用数据库预测片段中相关转录因子的结合位点,通过重组PCR定点突变以及双荧光素酶报告基因试验验证所预测位点的作用。结果与DMSO对照组相比,U0126组P1、P2片段的转录活性无显著变化;SP600125组P2片段的转录活性被显著抑制(P<0.05)。进一步研究表明,SP600125对P2-1、P2-2、P2-3片段的转录活性均有抑制作用(P<0.01)。在P2-1片段中预测得到两个c-Jun结合位点,其中位点1突变减弱了SP600125的抑制作用(P<0.0001),而位点2突变没有影响SP600125的抑制作用。在5种胆汁酸的处理中,与DMSO对照相比,LCA处理显著抑制P2片段的转录活性(P<0.05),而CDCA、DCA、GDCA、UDCA处理没有影响P2片段的转录活性。在HepG2细胞中过表达hFXR,GW4064激活显著诱导P1、P2片段的转录活性(P<0.01),将P2片段中预测得到的FXR反应元件(FXR response element,FXRE)进行重组PCR定点突变后,hFXR的诱导作用显著减弱(P<0.05)。结论胆汁酸和MAPK信号通路在HepG2细胞中调控hPPARα的转录表达,其中JNK1/2信号通路通过hPPARα启动子中c-Jun结合位点调控其转录表达;hFXR通过hPPARα启动子中FXRE诱导其转录表达;LCA抑制hPPARα的转录表达。

p38MAPK信号传导通路关键靶点基因及肿瘤坏死因子在鼻息肉组织中的表达与意义

目的探讨p38MAPK信号传导通路关键靶点基因及TNF-α在鼻息肉发病机制中的介导与调控作用。方法35例鼻息肉标本及15例下鼻甲组织标本,常规HE染色鉴别嗜酸性粒细胞浸润情况,免疫组织化学S-P法检测p38MAPK、P-p38MAPK、TNF-α的活性表达程度,并进行图像分析。结果鼻息肉组中p38MAPK、P-p38MAPK及TNF-α的表达活性均明显高于下鼻甲组(P<0.05),而且p38MAPK及TNF-α表达于胞浆中,P-p38MAPK主要表达于胞核;p38MAPK、P-p38MAPK及p38MAPK和TNF-α蛋白的表达具有相关性。在对照标本,没有或仅少量表达p38MAPK、P-p38MAPK及TNF-α。结论在鼻息肉的发病机制中,p38MAPK信号传导通路处于激活状态,并且可能通过TNF-α蛋白表达活性的增强而加剧黏膜炎症反应,促进鼻息肉的发生与发展。

黄颡鱼雌雄性的生理生化和mTOR信号通路基因表达分析

同龄的黄颡鱼(Pelteobagrus fulvidraco)呈现明显的两性生长差异,即雄性个体的体长、体重皆大于雌性个体。而mTOR信号通路在细胞生长、发育以及蛋白合成过程中起重要作用。为了了解黄颡鱼两性差异的营养生长机制与mTOR信号通路之间的关联性,本试验首先在生理生化特性方面对雌、雄黄颡鱼的肌肉营养成分进行了比较分析。结果表明,在雌、雄黄颡鱼的比较分析中,除了两者的水分、粗蛋白、粗脂肪含量差别不大以外,在矿物元素、氨基酸组成、蛋白的氨基酸组成和脂肪酸组成等方面,雌性黄颡鱼肌肉的营养品质相对雄性更优。针对mTOR信号通路主要基因开展实时荧光定量PCR分析,结果显示,除性腺组织外,AKT1、AKT2、AKT3、mTOR、S6KA、S6KB、4E-BP1基因在雄性黄颡鱼的肌肉、肝、肾和心脏组织中的表达均显著高于雌性,这可能与雌雄黄颡鱼生长差异有关。本研究为进一步探索黄颡鱼两性生长差异的分子机制奠定了试验基础。

p38MAPK信号通路介导多种转移相关基因表达调控

目的:探究p38MAPK信号通路介导在鼻息肉发病机制中相关基因调控作用.方法:随机选取安徽省宿州市第三人民医院2014-06/2015-08收治的诊断为鼻息肉的35例患者,获取其组织标本,同时随机选取15例正常者获取其组织标本,使用化学S-P法对两组组织标本中p38MAPK、TNF-α、P-p38MAPK进行检测,观察两组活性表达程度.结果:正常者粘膜上皮、腺体、灰度、阳性面积中p38MAPK、TNF-α、P-p38MAPK表达均少于鼻息肉者,差异具有统计学意义(P<0.05).结论:鼻息肉患者中p38MAPK、TNF-α含量较多,我们推测p38MAPK信号通路通过介导TNF-α表达引发疾病,但由于数据有限,仍需进一步研究.

基于HIF-1信号通路基因变化探讨COPD肺血管病变的发生机制

目的以慢性阻塞性肺疾病(COPD)动物模型为基础,探索COPD肺血管病变发生发展与低氧诱导因子(HIF)-1复合信号通路的关系。方法将30只SD雄性大鼠随机分为正常组10只,模型组20只,模型组后续分为造模6 w组与造模12 w组。以香烟烟雾暴露结合鼻腔滴入内毒素法建立COPD模型,收集正常组、造模6、12 w组肺组织,q-聚合酶链反应(PCR)法检测COPD模型造模后不同时间点HIF-1复合通路关键基因HIF-1α、热休克蛋白(HSP)90、血管内皮生长因子(VEGF)、诱导型一氧化氮合酶(iNOS)及内皮素(ET)-1 mRNA表达。结果与正常组相比,COPD模型组黏膜下存在明显的炎细胞浸润,肺泡壁变薄或断裂引起部分肺泡扩大融合形成肺大泡,肺血管也显示出不同程度增生,管壁增厚或管腔变形,微血管数量明显增多。与正常组相比,造模6、12 w后肺组织中HIF-1α、HSP90、VEGF、ET-1 mRNA表达显著上调(P<0.05,P<0.01),且造模12 w后肺组织中HIF-1α、VEGF、iNOS mRNA表达与造模6 w时相比显著上调(P<0.05)。与造模6 w时相比,造模12 w后肺组织中HSP90、ET-1 mRNA表达无显著差异(P>0.05)。与正常组相比,肺组织中iNOS mRNA表达在造模6 w时无显著差异(P>0.05),造模12 w后肺组织中iNOS mRNA表达显著上调(P>0.05)。结论COPD肺血管病变的发生发展与HIF-1复合信号通路的表达相关,且严重程度与造模时长呈正相关。

铝致小鼠神经元细胞死亡过程中MAPK信号通路基因表达谱的变化

目的研究MAPK信号通路基因表达谱在铝致小鼠神经元细胞死亡过程中的变化,探讨该通路在铝致神经元细胞死亡过程中的作用。方法原代培养新生昆明小鼠神经元细胞,取生长良好的同批次细胞,分为对照组和染铝组(100μmol/L AlCl_3),染毒48 h,CCK-8法检测细胞活力,用Agilent小鼠寡核苷酸基因芯片筛查MAPK信号通路的差异表达基因,采用Agilent扫描仪分析芯片结果,RT-PCR验证基因表达谱结果。结果与对照组(100%±0. 00%)相比,染铝组神经细胞活力(76. 4%±0. 02%)下降(P <0. 05)。Agilent基因芯片检测结果显示,染铝组与MAPK信号通路有关的差异表达基因共24个,其中明显上调的基因9个,明显下调的基因15个。这些差异表达基因中包括MAPK信号通路的关键基因及MAPK信号通路的调节和转录因子的基因。RT-PCR验证结果与基因芯片检测结果相符合。结论铝可能通过影响MAPK信号通路的关键基因及其调节和转录因子的基因,从而引起小鼠神经元细胞死亡。

催乳素通过酪氨酸激酶2/信号传导及转录激活蛋白5信号通路促进奶牛乳腺上皮细胞乳铁蛋白合成和分泌

本试验旨在研究催乳素(PRL)对奶牛乳腺上皮细胞(BMECs)中酪氨酸激酶2/信号传导及转录激活蛋白5(JAK2/STAT5)信号通路介导的乳铁蛋白(LF)合成和分泌的影响。添加不同浓度的PRL[0(对照)、10、100、1000 ng/mL]处理BMECs 24 h,分析PRL对LF含量和LF、催乳素受体(PRLR)以及JAK2/STAT5信号通路基因表达量和相关蛋白表达的影响。为了验证STAT5在PRL促进BMECs LF合成和分泌的关键作用,添加STAT5抑制剂匹莫齐特(Pimozide)[未添加Pimozide(对照)、10μmol/L Pimozide、100 ng/mL PRL、10μmol/L Pimo⁃zide+100 ng/mL PRL]处理BMECs 24 h,测定PRL和Pimozide对LF含量和LF、JAK2/STAT5信号通路基因表达量和相关蛋白表达以及相对荧光强度的影响。结果表明:1)与对照组相比,10、100、1000 ng/mL PRL能够显著或极显著提高BMECs上清液中的LF含量(P<0.05或P<0.01);Pimozide组能够极显著降低BMECs上清液中的LF含量(P<0.01);PRL组能够极显著提高BMECs上清液中的LF含量(P<0.01)。2)与对照组相比,10 ng/mL PRL组LF、PRLR、JAK2及STAT5基因相对表达量显著升高(P<0.05);100 ng/mL PRL组LF、PRLR、JAK2和STAT5基因相对表达量极显著升高(P<0.01);1000 ng/mL PRL组PRLR和STAT5基因相对表达量显著或极显著升高(P<0.05或P<0.01);Pimozide组LF基因相对表达量显著降低(P<0.05);PRL组BMECs中LF基因相对表达量显著升高(P<0.05)。3)100、1000 ng/mL PRL组BMECs中LF蛋白表达量极显著升高(P<0.01);10、100、1000 ng/mL PRL显著或极显著提高BMECs中p⁃JAK2/JAK2和p⁃STAT5/STAT5表达量(P<0.05或P<0.01);Pimozide组和Pimo⁃zide+PRL组极显著降低BMECs中LF蛋白表达量(P<0.01);PRL组极显著升高BMECs中LF蛋白表达量(P<0.01)。4)Pimozide组和Pimozide+PRL组显著或极显著降低BMECs中LF或p⁃STAT5的相对荧光强度(P<0.05或P<0.01);PRL组极显著升高BMECs中LF和p⁃STAT5的相对荧光强度(P<0.01)。综上所述,PRL通过JAK2/STAT5信号通路促进BMECs中LF合成和分泌。

热应激对肝脏中Keap1-Nrf2信号通路及下游基因表达的影响

[目的]本试验旨在探讨热应激对泌乳期奶牛肝脏及抗氧化应激信号通路Keap1-Nrf2-ARE基因表达的影响。[方法]6头泌乳期荷斯坦奶牛饲养于南京地区夏季炎热季节,试验从6至8月持续5周,在第1周(平均气温26℃)和最后1周(平均气温32℃)采集颈静脉血液和肝脏组织样品。检测血液中相关生化指标和皮质醇及肝脏组织中MDA等的含量,并检测奶牛肝脏HSP70、Keap1-Nrf2通路及其下游HO1、GCLM、NQO1、GCLC等基因的表达。[结果]与常温时相比,热应激奶牛血液中皮质醇含量和AKP活性极显著升高(P<0.01);奶牛肝脏组织中MDA含量显著升高(P<0.05),CAT、SOD和GSH-Px活性有所升高;肝脏组织中HSP70基因表达极显著升高(P<0.01),Keap1和Nrf2基因表达显著升高(P<0.05),其下游4个基因中,HO1和NQO1表达显著提高(P<0.05),GCLM和GCLC表达有升高趋势(P>0.05)。[结论]高温致泌乳奶牛肝脏处于应激状态,肝脏中Keap1-Nrf2-ARE信号通路介导的Ⅱ相解毒酶[谷氨酰半胱氨酸合成酶催化亚单位(GCLC)、醌氧化还原酶1(NQO1)、谷氨酸-半胱氨酸连接酶修饰亚基(GCLM)]和抗氧化基因的转录通路被激活,提示Nrf2通路在抗热应激过程中可能发挥着重要作用。

IGF-I-CaN-NFATc3信号通路相关基因在鸭发育早期骨骼肌中的同步表达及其与肌纤维性状相关性

【目的】IGF-I-钙调磷酸酶(Ca N)-NFAT信号途径是调节肌肉生长、决定不同肌纤维类型的主要信号途径,本研究选择生长速度不同的高邮鸭和金定鸭为试验材料,首次对不同品种鸭胚胎期和出雏早期肌肉中IGF-I-Ca N-NFAT信号通路相关基因的表达规律及其与肌纤维类型的相关性进行了研究。【方法】采用实时荧光定量PCR方法研究鸭13、17、21、25、27胚龄和出雏后7日龄胰岛素样生长因子(insulin-like growth factors,IGF-I),钙调磷酸酶(calcineurin,Cn Aα)和活化T细胞核因子(nuclear factor of activated T cells,NFAT c3)基因的表达量,同时采用肌球蛋白ATPase碱孵育法对两个鸭种腓肠肌外侧头不同发育阶段的肌纤维性状进行组织学观察,对不同类型肌纤维比例进行统计,用SPSS20.0软件进行差异显著性分析,探讨IGF-I-Ca N-NFAT信号通路相关基因对鸭骨骼肌肌纤维类型转换的调控机制。【结果】随着胚龄或日龄增加,两鸭种快肌纤维比例均呈现下降趋势,中间型肌纤维比例仅存在少量波动,慢肌纤维比例除在高邮鸭中27胚龄时有所下降外,总体上呈现上升的趋势;IGF-I,Cn Aα和NFATc3基因在不同鸭种的同一肌肉部位的表达模式相对一致,仅存在显著的发育时段差异,在不同的部位(胸肌和腿肌)的表达也存在差异,但并不存在显著的性别效应,3个基因均在13胚龄即可检测到表达,且表达量均表现为最高,显著地高于其他各胚龄的表达量,提示IGF-I-Ca N-NFATc3信号通路可能在鸭胚胎发育早期肌纤维的形成过程中发挥了重要作用。Cn Aαm RNA在胸肌中呈近似"V"形的表达趋势,21胚龄时表达量最低然后呈持续上升趋势,而在腿肌中则呈"波浪形"表达趋势,表达量最低点出现在27胚龄;NFATc3在胸肌和腿肌中的表达量均表现为13胚龄最高,然后至17胚龄显著下降并维持在较低的表达水平,在胸肌中表达量最低点出现在21胚龄,而腿肌中21胚龄的表达量则要显著高于17、25、27胚龄和7日龄的表达量,17胚龄表达量最低;IGF-I m RNA在胸肌和腿肌中总体上表现为先下降,至出雏前(27胚龄)降至最低,然后出雏后一周略有上升的趋势。IGF-I,Cn Aα和NFATc3基因的表达两两之间均表现出显著或极显著的正相关关系,同时,3个基因的表达与快肌纤维比例存在正相关,而与慢肌纤维比例及中间型纤维的比例呈负相关。【结论】在鸭胚胎发育后期至出雏早期,腓肠肌外侧头肌纤维类型存在由快肌纤维向慢肌纤维转换的趋势,IGF-I-Ca N-NFAT信号通路相关基因之间存在协同表达,在鸭早期骨骼肌纤维类型转换中可能发挥着调控作用。

骨形态发生蛋白/Wnt信号通路调控成骨:揭示骨骼形成和重塑的分子机制

背景:成骨细胞是负责骨骼形成和重塑的主要细胞类型,其功能的正常发挥受到多种信号通路的精密调控,其中,骨形态发生蛋白和Wnt信号通路在成骨过程中起着关键作用。目的:综述了骨形态发生蛋白/Wnt信号通路在调控成骨细胞功能中的作用,并分析其在不同生理和病理条件下的变化,以期进一步揭示骨骼形成和重塑的分子机制。方法:以中文检索词“BMP信号通路,Wnt信号通路,成骨”及英文检索词“BMP signaling pathway,Wnt signaling pathway,osteogenesis”在中国知网、万方和PubMed数据库中检索研究原著,检索时限为各数据库建库至2023年6月的相关文献,最终筛选61篇文献进行分析总结。采用文献综述的方法,对骨形态发生蛋白/Wnt信号通路调控成骨作用的研究进行梳理和分析。结果与结论:①骨形态发生蛋白和Wnt信号通路在成骨细胞的分化、增殖和成熟过程中发挥重要作用。骨形态发生蛋白信号通路主要通过激活Smad蛋白来调控成骨相关基因的表达,Smad蛋白被激活后进入细胞核,调控与成骨相关的基因表达,与骨形态发生蛋白不同,Wnt信号通路主要依赖于β-catenin的激活来发挥生物学效应。②不同生理和病理状态下,骨形态发生蛋白/Wnt信号通路的调控作用会受到多种因素的影响。生长因子及激素及机械应力等会在一定程度上影响骨形态发生蛋白/Wnt信号通路的活性。③骨形态发生蛋白/Wnt信号通路在调控成骨过程中与其他信号通路相互作用,共同构成复杂的调控网络。④中药和天然化合物可以通过调控信号通路来促进骨骼健康,为中药治疗骨骼疾病提供了新的可能性。⑤未来研究可进一步探讨骨形态发生蛋白/Wnt信号通路与其他信号通路的相互作用以及其在不同生理和病理条件下的变化,解析此复杂网络中的关键节点和调控机制,为骨骼相关疾病的治疗提供更精确的靶点,也为揭示骨骼形成和重塑的分子机制提供新的思路。

热应激对中国荷斯坦牛乳腺组织基因表达及信号通路的影响

夏季奶牛热应激问题给奶业生产造成了巨大的经济损失。为揭示奶牛发生热应激后乳腺组织应答反应的分子机制,通过研究热应激奶牛乳腺组织差异表达基因,探究差异基因对乳腺组织转录调控的影响。以8头中国荷斯坦牛为研究对象,分别采集热应激期(8月,温湿指数THI=83.8)和非热应激期(3月,THI=65.8)各4头奶牛乳腺组织,利用HiSeq2000进行转录组测序,并进行生物信息学分析,共发现96个差异表达基因(差异倍数>2),其中上调表达46个,下调表达50个。GO分类结果表明,注释到细胞组分、分子功能和生物学过程的差异基因数量分别为41、38和36个(P<0.05)。KEGG通路分析结果表明,差异基因共富集到18条信号通路(P<0.05),其中6条与疾病有关,9条与代谢有关,此外,与免疫应答相关的细胞因子-细胞因子受体相互作用和NOD样受体信号通路明显富集。通过比较热应激和非热应激奶牛乳腺组织转录组,分析差异基因相关信号通路,为进一步了解奶牛发生热应激反应的分子机制奠定基础。

多子小瓜虫感染后草鱼TLR信号通路基因的表达动态

【目的】明确草鱼Toll样受体(Toll-like receptor,TLR)信号通路基因在防御多子小瓜虫(Ichthyophthiriusmultifiliis)感染过程中的免疫作用,为有效防控鱼类多子小瓜虫感染提供理论参考。【方法】以多子小瓜虫感染草鱼后,采用实时荧光定量PCR检测分析在不同时间点(感染后6 h、12 h、1 d、2 d、3 d、5 d和7 d)草鱼部分TLRs基因(TLR1、TLR2、TLR4、TLR9、TLR20和TLR21)、接头蛋白基因(MyD88和TRIF)、信号转导分子(IRAK4和IRAK1)及细胞因子(IL-1β、TNF-α和IFN)在其皮肤和脾脏中的表达动态变化。【结果】草鱼感染多子小瓜虫后,TLR1、TLR2、TLR9、TLR20和TLR21基因在皮肤和脾脏中的表达主要呈上调趋势,TLR4基因在皮肤中主要呈上调表达,在脾脏中则主要呈下调表达;TLR信号通路接头蛋白基因MyD88和TRIF的表达变化趋势明显不同,其中,MyD88基因的表达在感染后第1~3 d均呈显著上调趋势(P<0.05,下同),而TRIF基因的表达在整个试验过程中绝大多数时间点与对照组无显著差异(P>0.05);IRAK4和IRAK1在皮肤和脾脏中的表达也主要呈上调趋势,但在脾脏中IRAK4在感染后第1 d和IRAK1在感染后第6 h的表达呈显著下调趋势;IL-1β和TNF-α在绝大多数时间点均显著上调,但IFN的表达基本没有变化。【结论】草鱼TLR信号通路中的部分TLRs基因(TL1、TLR2、TLR4、TLR9、TLR20和TLR21)、接头蛋白基因(MyD88)、信号转导分子(IRAK4和IRAK1)及下游细胞因子(IL-1β和TNF-α)均参与防御多子小瓜虫感染的免疫反应,尤其是在感染早期和中期发挥关键作用。

去势对淮南猪皮下脂肪PPAR信号通路基因表达量的影响

为了研究PPAR信号通路在猪去势诱导的脂肪沉积中的作用,采集去势和非去势淮南猪(共6头,每组各3头)的皮下脂肪组织,提取总RNA后构建文库,利用高通量测序技术检测PPAR通路相关基因表达量,表达差异基因的筛选阈值为P<0.05且|log2差异倍数|>1。基于mRNA的差异分析以及KEGG富集分析发现,PPAR信号通路中17个基因表达差异达到显著水平,其中14个基因表达量上调、3个基因表达量下调。脑型脂肪酸结合蛋白基因(FABP7)、甘油水孔蛋白基因(AQP7)、视黄素X受体γ基因(RXRγ)等基因上调,而磷酸烯醇丙酮酸羧激酶1基因(PCK1)、过氧化物酶体增殖物激活受体γ辅激活因子1α基因(PPARGC1α)、胆固醇7α-羟化酶1基因(CYP7A1)参与分解代谢的基因显著下调。

IGF1-PI3K-Akt信号通路相关基因在黄羽肉鸡肌肉和肝脏中的表达

【目的】IGF1-PI3K-Akt信号通路是调控生长发育的关键通路,选择慢速型的广西麻鸡和中速型的花山麻鸡作为研究对象,探究IGF1-PI3K-AKT信号通路相关基因胰岛素样生长因子1(Insulin-like growth factors, IGF1)、胰岛素样生长因子1受体(Insulin-like growth factor receptor, IGF1R)和胰岛素受体底物1 (Insulin receptor substrate1, IRS1)在骨骼肌和肝脏中的发育性表达规律,为阐明黄羽肉鸡生长发育调控机理提供参考。【方法】采用SPSS20.0比较广西麻鸡和花山麻鸡在胚胎期至出生后早期的生长发育差异,采用实时荧光定量PCR方法检测上述3个基因在两个品种鸡胚胎期(9、12、16胚龄)和出生后(0、7、21、35、49和63日龄)胸肌、腿肌和肝脏中的表达差异,并将其与体重和组织重进行相关性分析。【结果】鸡生长发育早期体重、骨骼肌重和肝脏重变化呈现显著的品种和时间特异性,经过选育的花山麻鸡体重和组织重的增长在胚胎发育后期已经远远超过广西麻鸡。IGF1、IGF1R和IRS1基因表达存在显著的品种、组织和发育时段特异性,总体上,在胚胎期肌肉中的表达量高于肝脏组织,出生后则为肝脏中的表达量高于肌肉组织,广西麻鸡肌肉中的表达量高于花山麻鸡,而花山麻鸡肝脏中的表达量要高于广西麻鸡。IGF1基因在两个品种胸腿肌中均在9胚龄即可检测到表达,腿肌中表达量均是9胚龄时最高,除与12胚龄差异不显著外,与其他各阶段差异显著,表达量最低点出现在出雏0日龄时;胸肌中则是12胚龄时表达量最高,63日龄时最低;肝脏中则出现品种差异,广西麻鸡胚胎期未检测到表达,从出雏0日龄开始表达,表达高峰出现在21日龄时,而在花山麻鸡中虽然胚胎期检测到表达但表达量极低,49日龄时达到表达高峰。两品种鸡肌肉和肝脏各个阶段均检测到IGF1R mRNA的表达,在胸肌和腿肌中的表达量均表现为9胚龄最高,广西麻鸡9胚龄与其他各阶段差异显著,花山麻鸡9胚龄除与12胚龄差异不显著外,与其他各阶段均差异显著;肝脏中,广西麻鸡表达高峰出现在21日龄,且与9、12、16胚龄和0日龄差异显著,花山麻鸡则是63日龄时最高,与其他各阶段差异显著。两品种鸡肌肉和肝脏各个阶段均能检测到IRS1 mRNA的表达,在两品种肌肉中的表达量均表现为9胚龄或者12胚龄最高,与其他各阶段差异显著,随后下降,并在出雏后维持在较低水平;肝脏中IRS1的表达模式与IGF1R一致。IGF1、IGF1R和IRS1基因的表达两两之间均表现出显著或极显著的正相关关系,同时,肌肉中3个基因的表达与体重、胸(腿)肌重存在显著的负相关,而肝脏中3个基因的表达与体重、胸(腿)肌重、肝脏重均存在显著的正相关。【结论】IGF1-PI3K-AKT信号通路相关基因之间存在一致性趋势,品种间和组织间表达量的差异可能正是不同类型黄羽肉鸡生长发育差异的主要原因之一。