HSP70与JNK在萼花臂尾轮虫衰老过程中的表达特征及其关系研究

论文摘要

轮虫具有生命周期短、易于培养、分布广泛等特点,是极具应用前景的潜在衰老生物学研究模式动物。HSP（Heat shock protein）家族被认为是一种受多种胁迫刺激后诱发,从而可以修复变异的蛋白,对细胞进行防护,具有阻止其受到应激损伤的功能。而其中HSP70的这种作用更加突出。凋亡是细胞的程序性死亡,其主要执行者之一是应激活化蛋白激酶（c-Jun N-terminal kinase,JNK）。关于HSP是否通过调控JNK信号通路来实现对轮虫衰老的控制,尚不得而知。本次研究期望通过比较不同温度下萼花臂尾轮虫中加入JNK抑制剂与否时HSP70与JNK基因的关系,来探究HSP70与JNK通路两者之间是否存在调控作用。在本研究中,初步探索了萼花臂尾轮虫HSP70在不同胁迫情况下的表达特征;探讨了萼花臂尾轮虫在加入和不加入SP600125（JNK抑制剂）时,不同温度和衰老情况下生命周期表参数以及HSP70与JNK基因表达量变化关系。主要研究结果如下:1.不同温度与JNK抑制剂对萼花臂尾轮虫衰老的影响研究结果表明,温度对萼花臂尾轮虫（Brachionus calyciflorus）的生命周期有着明显的影响,且随着温度的降低,轮虫的生殖前期、生殖期、平均寿命与存活率都有一定程度的增加。在未使用JNK抑制剂时,萼花臂尾轮虫（B.calyciflorus）的生殖前期在15℃、20℃、25℃时较30℃都具有显著增长,其中15℃时时间最长为39.73±8.72 h。生殖期（母体第一次产卵到卵孵化出幼体的时间）在15℃、20℃时较30℃有显著增长,其中15℃时时间最长,达到26.16±2.44 h。轮虫的平均寿命在其他三个温度较30℃时均有明显的增加,其中15℃时最显著,达到241.54±27.82h。在一定的范围内,温度越低,轮虫的平均寿命就越长;在15℃时轮虫个体的最长存活时间可达20 d。在JNK抑制剂SP600125的作用下,萼花臂尾轮虫（B.calyciflorus）的四项参数（生殖前期、生殖期、平均寿命与存活率）与对照组同温度相比均有增加。萼花臂尾轮虫生殖前期在抑制剂组中同对照组趋势相似,在15℃时时间最长,为45.73±8.62 h,且与对照组相比,20℃与25℃时具有显著差异。抑制后生殖期的时间随温度降低而增加,在15℃时最长,达到31.12±5.46 h。与正常条件比较,各温度均有显著差异。抑制后生命周期较正常条件有增长,30℃和25℃时差异最明显,且抑制后生命周期在15℃时可达254.12±32.28 h。JNK抑制剂组的萼花臂尾轮虫（B.calyciflorus）最长的可活到21.5 d。2.温度和衰老对HSP70与JNK基因表达的影响本研究由两部分组成:（1）正常情况下萼花臂尾轮虫在不同温度条件下的HSP70与JNK基因表达量的比较;（2）加入JNK抑制剂后萼花臂尾轮虫在不同温度下的HSP70与JNK基因表达量的比较。在正常条件下,结果显示在不同的时间时,在萼花臂尾轮虫（B.calyciflorus）中,15℃、20℃与30℃条件下的HSP70表达量随着轮虫的衰老而先增加后减少,而25℃时呈持续减少的趋势,说明高低温对HSP70均具有诱导作用。JNK抑制剂组的结果与之类似,但各温度均呈先增加后降低的趋势。而不同温度条件下的轮虫在同样的衰老时间内,我们发现在第1天至第4天时,其他三个温度较25℃时都有明显的增加,但是在第5天时30℃较25℃显著降低（0.854±0.16）。JNK抑制剂组的结果与对照组的结果类似。另一方面JNK受HSP70基因的影响,HSP70增加时JNK会降低,在HSP70衰退后JNK却会随着轮虫寿命的增长而增加。JNK抑制剂组中JNK表达量抑制维持在较低水平。3.四种胁迫因子对萼花臂尾轮虫中的HSP70与JNK表达的影响在本研究中,轮虫受到了四种胁迫因子的影响:短时高温胁迫（40℃,1h）、氧胁迫（由H2O2诱导）、紫外线（Ultraviolet,UV）胁迫、饮食限制（Dietary restriction,DR）,并采用荧光定量分析。结果表明,四种胁迫对于萼花臂尾轮虫（B.calyciflorus）中HSP70与JNK的表达都有影响。在高温胁迫中,HSP70表达在第3天达到最高,然后随时间衰减。而JNK也因HSP70的升高而降低,第5天时比对照组明显升高。氧胁迫中,HSP70在H2O2的刺激下随时间衰减,而JNK随HSP70的衰减回复到较高水平。当萼花臂尾轮虫受到饮食限制,即饥饿处理24 h后,其HSP70的表达在第2天达到最高,但之后开始衰减,第5天显著低于对照组。而JNK的表达与H2O2处理结果类似。紫外线的作用下,萼花臂尾轮虫中HSP70与JNK表达量的结果与高温的情况类似。结果表明这些胁迫会诱导萼花臂尾轮虫中HSP70的表达。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 综述
•   1.1 轮虫
•     1.1.1 轮虫作为衰老研究模式动物的优势
•   1.2 轮虫衰老研究
•     1.2.1 轮虫衰老研究理论
•     1.2.2 轮虫衰老研究实验基础
•   1.3 轮虫中衰老相关基因
•     1.3.1 轮虫中的HSP70研究
•     1.3.2 轮虫中的JNK研究
•   1.4 本文研究目的与意义
•     1.4.1 研究目的
•     1.4.2 研究意义
•     1.4.3 技术路线
• 第二章 不同温度与JNK抑制剂对萼花臂尾轮虫衰老的影响
•   2.1 材料与方法
•     2.1.1 轮虫的采集与培养
•     2.1.2 实验材料的准备
•     2.1.3 实验设计
•     2.1.4 实验数据处理
•   2.2 结果
•     2.2.1 萼花臂尾轮虫在不同温度下的生命周期表变化
•     2.2.2 温度与JNK抑制剂对萼花臂尾轮虫的影响
•     2.2.3 JNK干扰前后的比较
•   2.3 讨论与分析
• 第三章 温度对HSP70与JNK基因表达的影响
•   3.1 材料与方法
•     3.1.1 轮虫的收集与培养
•     3.1.2 实验仪器
•     3.1.3 轮虫实验组处理
•     3.1.4 轮虫总RNA的提取
•     3.1.5 RNA质量检验
•     3.1.6 RNA的反转录
•     3.1.7 引物设计
•     3.1.8 荧光定量PCR
•     3.1.9 数据分析
•   3.2 结果
•     3.2.1 不同温度中萼花臂尾轮虫HSP70与JNK基因表达量
•     3.2.2 不同温度JNK干扰下萼花臂尾轮虫HSP70与JNK基因表达量
•     3.2.3 JNK抑制剂干扰前后HSP70与JNK表达量比较
•   3.3 讨论与分析
• 第四章 四种胁迫作用对萼花臂尾轮虫HSP70与JNK的影响
•   4.1 材料和方法
•     4.1.1 轮虫收集与培养
•     4.1.2 实验器材
•     4.1.3 轮虫的处理
•     4.1.4 轮虫的总RNA提取
•     4.1.5 RNA质量测量
•     4.1.6 RNA反转录
•     4.1.7 荧光定量PCR
•     4.1.8 数据分析
•   4.2 结果
•   4.3 讨论与分析
• 小结与展望
• 参考文献
• 在读期间发表论文及研究成果
• 致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 金司晨

导师: 杨家新

关键词: 萼花臂尾轮虫,衰老,热休克蛋白,应激活化蛋白激酶

来源: 南京师范大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 生物学

单位: 南京师范大学

基金: 国家自然基金31772458

分类号: Q419

DOI: 10.27245/d.cnki.gnjsu.2019.001046

总页数: 61

文件大小: 3639K

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