单色光对鸡视网膜钟基因和钟蛋白昼夜节律表达的影响

禽类具有优越的视觉机能,不仅具有明暗觉,还具有色觉。本实验室前期研究发现,单色光可影响家禽的生长发育、免疫机能和生产性能。视网膜作为禽类生物钟3大中枢振荡器之一,可以感受光照,自发产生分子昼夜节律震荡,与下丘脑和松果体共同调节机体的生物节律。因此,本试验采用红、绿、蓝和白光饲养AA肉鸡,研究单色光对视网膜钟基因昼夜节律表达的影响。结果发现,1不同光色下,鸡视网膜钟基因除Clock外,Bmal1、Bmal2、Cry1、Cry2、Per2和Per3均呈昼夜变化,其中Bmal1、Cry1、Per2和Per3呈昼夜节律性表达,而Bmal2、Clock和Cry2不具有节律性。在表达水平上,与白光相比,绿光使正调控基因Bmal1、Bmal2和Clock表达水平升高;而红光使负调控基因Cry1、Cry2、Per2和Per3表达水平升高。在昼夜节律性表达上,与白光相比,绿光使Bmal1中值升高,振幅增大,相位提前;红光则使Bmal1中值降低,振幅减小,相位提前;同时,红光使Cry1和Per3中值升高,相位延迟;蓝光使Cry1、Per2和Per3中值降低,振幅减小。2不同光色下,鸡视网膜钟蛋白BMAL1、CLOCK均呈现昼夜变化,其中BMAL1呈现昼夜节律性表达,CLOCK的表达不具有节律性。在表达水平上,与白光相比,绿光使BMAL1和CLOCK表达水平升高。在昼夜节律性表达上,与白光相比,绿光使BMAL1中值升高,振幅增大,相位提前,红光则使BMAL1中值降低,振幅减小,相位提前。以上结果表明,单色绿光促进鸡视网膜正调控钟基因Bmal1、Bmal2、Clock的表达,使正调控钟蛋白BMAL1和CLOCK水平升高;红光则促进负调控钟基因Cry1、Cry2、Per2、Per3的表达。     

单色光对鸡下丘脑钟基因Clock表达的影响

生物节律是几乎所有生物体都具有的生命活动,其分子机制受控于主钟内的昼夜节律生物钟。禽类的下丘脑是控制生命活动关键的枢纽,其包含了禽类主钟之一--视交叉上核,同时也承担了控制摄食行为及调节神经-内分泌系统等重要生理活动。而作为生物钟授时因子之一,光照信息对生物钟的调控起着非常重要的作用。目前研究主要集中于光照周期对生物钟活动的影响,而有关光色影响生物节律行为的报道甚少。本研究采购刚出壳的AA肉鸡分别饲养于白光(400-760nm)、红光(660nm)、绿光(540nm)和蓝光(480nm)下,光照制度为LD 12:12,光照强度为15lx,至14天分别于6个时间点ZT0、ZT4、ZT8、ZT12、ZT16、ZT20取下丘脑进行钟基因Clock表达的检测。采用RT-PCR,对Clock mRNA水平进行检测结果发现:1)四个光色下Clock mRNA表达趋势较为一致,即表达量白天升高、夜晚下降,且峰值均出现在昼夜交替处。2)不同单色光照射下,于ZT12绿光组Clock基因表达量显著高于白19.93%、红39.72%、蓝15.47%(P=0.000-0.001),红光组表达显著低于其他光组11.15%-25.91%(P=0.000-0.011),白光与蓝光之间差异不显著(P=0.228)。3)用MATLAB软件对不同单色光下6个时间点Clock mRNA的数据进行节律性可见,四种光色下Clock均呈现24h为周期的节律性表达;且绿光下,Clock表达振幅最大,略高于白光2.44%,比红光、蓝光各高出41.37%和30.41%;而与白光相比,红、绿、蓝光的峰相位均有提前了,其中蓝光提前了1.4h,峰值较其他光色最早出现。此外,利用WB的方法,对CLOCK蛋白水平表达进行检测我们发现:1)与mRNA表达水平类似,4个光色下CLOCK蛋白表达均呈现昼高夜低的走势。2)不同单色光照射下,于ZT12绿光组表达与白、红、蓝光的表达差异显著,分别高出16.27%-38.95%(P=0.000-0.005),红、蓝光之间的表达差异不显著(P=0.12)。以上结果显示,单色绿光可以显著提高14日龄肉鸡下丘脑中钟基因Clock基因水平和蛋白水平的表达,而单色红光会显著降低Clock mRNA的水平;就节律性而言,单色光处理后Clock基因水平仍保持节律性表达,且绿光下振荡幅度最大。     

中国南极越冬队员外周血生物钟基因Clock和Bmal1昼夜性节律表达赴南极前后对比

观察中国南极考察队越冬队员外周血淋巴细胞钟基因Clock和Bmal 1表达昼夜节律性变化。方法在中国第25次南极考察队越冬队员中选择8名队员,平均年龄38岁,均为男性,在1个昼夜周期内设立6个时点(ZT):02:00、06:00、10:00、14:00、18:00和22:00,每一时点采集外周静脉血6mL,采集赴南极前后2组血样。用实时定量RT-PCR方法,测定不同昼夜时点(ZT)样品中核心钟基因Clock和Bmal 1的mRNA表达量,通过余弦法和Clock Lab软件获取节律参数,进行赴南极前后对比。结果赴南极前,8个样本Clock和Bmal 1的mRNA表达均有显著昼夜节律特征(P<0.05),Clock的峰值相位位于-335.85±13.80,Bmal 1的峰值相位位于-307.12±8.17。赴南极后,仅2例Clock和3例Bmal 1表达还存在显著昼夜节律变化。Clock的峰值相位移位到-42.28±5.27,Bmal 1的同峰值相位移位到-184.58±29.58。结论南极特殊周期环境对人体生物钟基因表达的昼夜节律会产生影响。     

尼古丁调控血管平滑肌细胞内生物钟基因表达节律的研究

目的研究尼古丁对原代大鼠主动脉血管平滑肌细胞（VSMCs）内生物钟基因表达节律的影响。方法使用贴壁法提取原代VSMCs，免疫荧光法检测VSMCs标志物α-SMA的表达，MTT法检测细胞活力，RT-PCR法检测VSMCs内生物钟基因Bmal1、CLOCK、Per1、Cry1的表达节律。数据使用余弦法拟合，计算昼夜节律参数。结果尼古丁在100 nmol/L浓度刺激48 h，诱导VSMCs增殖效果最好。Bmal1和CLOCK基因的中值相对于对照组下调（P < 0.05和P < 0.01），而Per1和Cry1基因表达的中值上调，CLOCK基因表达振幅相对于对照组下调，而Per1和Cry1的振幅上调，差异均有统计学意义（P < 0.05~P < 0.01）；尼古丁使VSMCs内生物钟基因表达相位后移4~7 h。结论尼古丁在48 h内使VSMCs内生物钟基因表达变化的同时，使VSMCs特异性增殖，产生表型分化。     

PCPA致失眠大鼠的时钟基因表达变化

目的 探讨PCPA致失眠大鼠的时钟基因表达变化。方法 雄性SD大鼠一次性腹腔注射PCPA复制失眠动物模型,采用旷场实验评价失眠大鼠的行为学变化,采用ELISA法检测外周血清中HPA轴激素水平,采用RT-qPCR技术检测大鼠脑部、肝脏核心时钟基因(Clock、Baml1、Per1、Per2、Cry1和Cry2)的转录水平。结果 与对照组比较,模型组大鼠行为学得分显著升高(P＜0.01);脑部Clock、Bmal1、Cry1表达下调(P＜0.05),Cry2的表达显著上升(P＜0.05);肝脏Per1表达上升(P＜0.01)。结论 PCPA诱导的大鼠失眠可能与脑部Clock、Bmal1、Cry1和Cry2基因和肝脏Per1基因的表达改变有关。     

加味四逆散分时给药对应激性抑郁症大鼠下丘脑SCN生物钟基因的表达及其昼夜节律的影响

目的:研究中药复方加味四逆散分时给药对应激性抑郁症大鼠下丘脑视交叉上核(SCN)生物钟基因的表达及其昼夜节律的影响。方法:采用慢性不可预计性轻度应激建立大鼠应激抑郁模型。采用RT-PCR法及余弦节律分析法观察分析抑郁症大鼠下丘脑SCN Bmal1、Clock的表达及其昼夜节律的变化。结果:大鼠下丘脑SCN Bmal1在3个时间点表达增强,SCN Clock在5个时间点表达增强,2~(-△△Ct)的中值、峰值、谷值均明显上升,振幅增大,时相提前。结论:加味四逆散卯、酉时给药主要是通过调节下丘脑SCN中Bmal1和Clock的表达及其时间节律达到抗抑郁的效应。     

小鼠纹状体时钟基因表达的生后发育

目的 研究小鼠纹状体中时钟基因表达的生后发育.方法 选新生早期(P3)、断奶前期(P14)和成年(P60)小鼠,光照1h[01 Hour-After-Light-On (HALO)＝09:00]起取纹状体,连续24h取材,取材时间间隔6h.实时定量RT-PCR检测时钟基因Bmal1,Clock,Cry1,Per1和Rev-erbα Mrna水平.结果 P3组中,5种时钟基因表达均无明显波动;P14组仅有Rev-erb αmRNA表达随时间变化(P=0.027),表达高峰在19-01HALO;而P60组,各基因表达均表现明显波动[Bmal1(P=0.004)、Clock(P=0.004)、Per1(P=0.004)、Rev-erbα(P=0.004)],Bmal1,Clock和Cry1的高峰在01HALO, Per1和Rev-erbα分别在13HALO和07HALO.此外每种基因的总体表达水平出生后也呈动态变化,Bmal1,Clock,Per1和 Rev-erb表达丰度随发育而增加,P3组相似文献   

Tat蛋白对节律基因表达的影响

【摘要】目的 探讨HIV Tat 蛋白是否可以在细胞内影响主要节律基因Clock,Cry,Bmal1,Per的表达。方法 用lipofectamineTM2000将HIVat表达质粒转入PC12细胞,使Tat在PC12细胞中表达。转染48h后提取mRNA和蛋白,分别通过实时荧光定量PCR技术和Western blot技术检测节律基因在mRNA和蛋白水平表达的变化。结果 研究结果显示,与未处理组和空质粒组相比,转染组Cry1的表达水平显著升高（P＜0.05）;Clock的表达水平显著降低（P＜0.05）;Bmal1和Per的表达水平无明显变化（P＞0.05）。 结论 HIV Tat影响了近日节律基因Cry1和Clock的表达,表现为Cry1表达水平升高,Clock表达水平下降,提示TAT蛋白可以影响节律基因的表达并且可能通过对近日节律的影响调节细胞生理功能。     

乌龙丹对慢性脑缺血大鼠松果体钟基因表达的影响

目的初步探讨慢性脑缺血对大鼠睡眠钟基因表达的影响及乌龙丹对其的调控作用。方法 24只雄性SD大鼠随机分为假手术组、模型组、乌龙丹给药组。采用改良式双侧颈总动脉永久性结扎法建立大鼠慢性脑缺血模型,造模3周后,灌胃给药3周,并持续监测各组大鼠体重,应用实时荧光定量PCR检测大鼠松果体钟基因Clock、Bmal1、Per1表达的变化。结果模型组较假手术组Clock mRNA、Per1mRNA表达显著降低(P<0.01,P<0.05),Bmal1基因表达无显著差异(P>0.05);乌龙丹给药组的Clock基因水平高于模型组(P<0.01),Bmal1基因表达较假手术组降低(P<0.05),Per1无显著变化(P>0.05)。结论慢性脑缺血可能成为睡眠障碍的潜在病因,乌龙丹对慢性脑缺血引起的睡眠障碍有一定的治疗作用。     

大鼠松果体钟基因Clock的内源性昼夜表达

目的　探讨松果体钟基因Clock表达是否存在内源性昼夜节律。方法　持续黑暗 (DD)光制下饲养SD大鼠 8周后 ,在一昼夜内每隔 4h采集松果体组织 ,提取总RNA ,进行竞争性定量RT PCR ,测定不同昼夜时点(CT)样品中ClockmRNA的相对表达量 ,用余弦函数获取节律参数 ,并经振幅检验分析是否存在昼夜节律。结果　松果体Clock基因mRNA的表达呈现内源性节律振荡变化 (P <0 .0 5 ) ,峰值和谷值分别位于CT17和CT5 ,峰值相位 - 2 5 3.0 3± 15 .5 1,振幅 0 .30± 0 .10 ,中值 0 .87± 0 .0 9。结论　Clock基因在大鼠松果体中存在明显的内源性昼夜节律表达。     

仿真针刺对自发性高血压大鼠心肌生物钟基因Bmal1、Clock、Per2表达的影响

目的:探讨仿真针刺不同时间点干预对自发性高血压大鼠(SHR)收缩压及心肌生物钟基因表达的影响,包括大脑和肌肉芳香烃受体核转运蛋白样蛋白1(Bmal1)、昼夜节律运动输出周期故障(Clock)、周期蛋白2(Per2).方法:24只雄性SHR随机分为SHR模型组、14时针刺组、21时针刺组,每组8只;另取7只雄性WKY大鼠...     

生物钟基因Clock对小鼠诱导性多能干细胞分化的影响

 目的  研究生物钟基因Clock对小鼠诱导性多能干细胞(induced pluripotent stem cell,iPSC)非定向分化的作用。方法  将Teto-FUW-OSKM、M2rtTA、PsPAX2 和PMD2.G 4种质粒共转染293FT细胞,收集病毒上清,转染小鼠胚胎成纤维细胞(mouse embryo fibroblast,MEF)获得小鼠iPSC,并通过检测多能性基因表达及其体外分化能力对小鼠iPSC进行鉴定;通过RT PCR检测小鼠iPSC在非定向分化和拟胚体形成过程中生物钟基因的表达,以及生物钟基因Clock下调后,与野生型细胞相比小鼠iPSC多能性基因的表达和形态学改变。结果  通过慢病毒感染MEF的方式获得了小鼠iPSC;小鼠iPSC在非定向分化过程中,生物钟基因Clock、Per2、Rev-erbα表达升高;生物钟基因Clock下调后,小鼠iPSC分化能力下降,多能性基因Sox2、Oct4、Klf4表达升高。结论  生物钟基因Clock对小鼠iPSC的非定向分化起到重要作用。     

异钩藤碱通过AT1受体调控血管平滑肌细胞时钟基因昼夜节律的研究

【目的】探讨异钩藤碱通过血管紧张素1型受体(AT1R)对血管平滑肌细胞(A7r5细胞)时钟基因昼夜节律改变的调控作用。【方法】采用血管紧张素Ⅱ(AngⅡ)诱导A7r5细胞构建时钟基因节律改变模型。实验分为正常对照组、模型组(AngⅡ剂量为0.1μmol/L)、异钩藤碱组(异钩藤碱剂量为31μmol/L)和异钩藤碱联用缬沙坦(AT1R阻滞剂)组(异钩藤碱31μmol/L、缬沙坦10μmol/L)。采用实时定量聚合酶链反应(q PCR)法检测各个时间点不同组A7r5细胞中AT1R、Per2、Bmal1、Clock基因的表达水平,建立数学模型计算不同参数间的差别。采用蛋白免疫印迹(Western blot)法检测各个时间点不同组A7r5细胞中Src和p-Src蛋白表达情况。【结果】A7r5细胞经AngⅡ(0.1μmol/L)作用后,AT1R、Per2、Bmal1、Clock基因出现昼夜节律改变,呈现反杓型波动;Src蛋白磷酸化表达增加。异钩藤碱(31μmol/L)作用后,上述时钟基因表达恢复正常的杓型波动。异钩藤碱(31μmol/L)与缬沙坦(10μmol/L)联用后,上述时钟基因的昼夜节律受到一定程度的抑制,各组细胞的中值、振幅和峰相位发生不同程度的改变,Src蛋白磷酸化水平下调。【结论】异钩藤碱通过AT1R-Src信号途径可调控AngⅡ诱导的血管平滑肌细胞时钟基因表达的昼夜节律改变。     

乌龙丹对慢性脑缺血大鼠松果体钟基因表达的影响

摘要：目的初步探讨慢性脑缺血对大鼠睡眠钟基因表达的影响及乌龙丹对其的调控作用。方法24只雄性SD大鼠随机分为假
手术组、模型组、乌龙丹给药组。采用改良式双侧颈总动脉永久性结扎法建立大鼠慢性脑缺血模型,造模3周后,灌胃给药3周,
并持续监测各组大鼠体重,应用实时荧光定量PCR检测大鼠松果体钟基因Clock、Bmal1、Per1表达的变化。结果模型组较假
手术组Clock mRNA、Per1mRNA表达显著降低（P<0.01, P<0.05）,Bmal1 基因表达无显著差异（P>0.05）;乌龙丹给药组的
Clock 基因水平高于模型组（P<0.01）,Bmal1基因表达较假手术组降低（P<0.05）,Per1无显著变化（P>0.05）。结论慢性脑缺血
可能成为睡眠障碍的潜在病因,乌龙丹对慢性脑缺血引起的睡眠障碍有一定的治疗作用。
     

基于阴阳、营卫学说探讨生物钟基因对睡眠昼夜节律的影响

昼夜节律是自然界中普遍存在的生理现象,周期接近于24 h,以CLOCK、BMAL1、PER、CRY等核心生物钟基因的节律性表达为分子基础.大量研究表明,生物钟基因与睡眠关系密切,视交叉上核(SCN)作为中枢时钟启动节律后,形成一系列表达生物钟基因的转录翻译反馈环路(TTFL)调控机体的昼夜节律震荡,在睡眠稳态系统和生物...     

交泰丸对睡眠剥夺小鼠视交叉上核生物钟基因Clock及Bmal 1表达的影响

目的观察交泰丸对睡眠剥夺小鼠视交叉上核(SCN)中生物钟基因Clock和Bmal 1表达的影响,探讨交泰丸改善睡眠的可能机制。方法将小鼠随机分为空白组、模型组、百乐眠组和交泰丸组。除空白组外,其他各组腹腔注射氯苯丙氨酸(PCPA)以制备睡眠剥夺模型。用自主活动测试仪记录小鼠自主活动时间,ELISA检测血清中5-HT、Glu、DA、GABA的表达水平,Real time-PCR和免疫组化检测SCN中Clock和Bmal 1的表达。结果与空白组比较,模型组小鼠活动时间显著增加(0.01);与模型组比较,百乐眠组和交泰丸组小鼠活动时间有不同程度减少(0.05)。与空白组比较,模型组小鼠血清中GABA、5-HT含量降低(0.01),Glu含量升高(0.01);与模型组比较,百乐眠组和交泰丸组小鼠血清中GABA、5-HT含量升高(0.01,0.05),Glu含量降低(0.05);各组小鼠血清中DA含量变化不明显,差异没有统计学意义(0.05)。与空白组比较,模型组小鼠SCN中Clock、Bmal1的基因和蛋白表达水平升高(0.01);与模型组比较,百乐眠组和交泰丸组小鼠SCN中Clock、Bmal1的基因和蛋白表达下降(0.01,0.05)。结论交泰丸具有改善睡眠的作用,其机制可能与交泰丸调节小鼠SCN中Clock和Bmal 1的表达有关。     

昼夜节律参与急性心肌梗死发生的机制及相关治疗进展

流行病学数据显示急性心肌梗死(AMI)发病高峰集中在上午6:00-12:00之间,夜间20:00又有一次高峰。其发生可看做是应激因素(外因)与节律因素(内因)间相互作用的结果,但发生机制尚未完全阐明。现今认为此现象与清晨前后交感神经系统活性迅速增强,儿茶酚胺类血管活性物质释放增多以及肾素血管紧张素系统(RAS)激活有关。目前研究证实,在哺乳类动物中生物时钟运作至少有8个核心生物时钟基因参与:Period I(Per 1)、Period 2(Per 2)、Period 3(Per3)、Cryptochrome 1(Cry 1)、Cryptochrome 2(Cry 2)、CLOOK、BMAL 1和Casein kinase Iε。随着AMI昼夜节律性研究的深入,时间治疗学应运而生,可根据不同患者的病理生理状态下的昼夜节律性,结合时间治疗学制定出个体化的治疗措施。本文就急性心肌梗死与血压、凝血节律性的关系、涉及机制及时间治疗学作一综述。     

脑胶质瘤组织中Per1和Per2的表达及临床意义

目的探讨生物钟基因Per1和Per2在人脑胶质瘤细胞和周围正常脑组织中的表达特征。方法采用免疫组化方法检测33例在不同级别的脑胶质瘤和周围正常组织中,生物钟基因Per1和Per2蛋白的表达。结果Per1和Per2在正常脑组织中阳性表达率均为100%;Per1在胶质瘤组织中阳性表达率为84.85%(28/33),Per2在胶质瘤组织中阳性表达率为69.70%(23/33);Per1在胶质瘤Ⅰ-Ⅱ级表达强度高于Ⅲ-Ⅳ级,Per2在胶质瘤Ⅰ-Ⅱ级与Ⅲ-Ⅳ级的表达强度无明显差异。结论生物钟基因Per1和Per2在胶质瘤与正常脑组织存在着阳性表达,Per1表达强度与胶质瘤的恶性程度呈负相关系。     

孵化期单色光照射影响肉鸡骨骼肌生长和卫星细胞发育

目的:家禽具有优越的视觉机能,能感受不同颜色的光,且光照是影响家禽生长发育的重要因素之一。本实验室前期研究发现单色光能影响出壳后肉鸡骨骼肌的生长,本研究将光照时间提前,探讨光色是否会影响鸡胚骨骼肌的发育。方法:本试验将AA肉鸡鸡胚置于白、红、绿、蓝光和黑暗条件下,出壳后将其转入白光下饲养,研究孵化期给予单色光照射是否影响鸡胚和出壳后雏鸡骨骼肌生长,并对其作用机制进行探讨。结果:1光色能够影响鸡胚骨骼肌发育,相较于白、红、蓝光和黑暗条件,绿光能显著提高鸡胚骨骼肌质量,进而提高鸡胚及出壳后雏鸡体重,在形态学上表现为肌纤维面积增大,肌纤维密度降低,且绿光组显著提高了胸大肌中较大肌纤维所占比例;而红光则抑制鸡胚骨骼肌的生长。2骨骼肌的生长发育与卫星细胞的增殖有关,绿光显著提高了肉鸡胸大肌和腓肠肌卫星细胞的总数、相对数量和增殖活性,以及骨骼肌PCNA的表达,这与绿光促进骨骼肌IGF-1R、Pax7、HGF表达、抑制MSTN,促进血浆IGF-1分泌有关;3鸡胚发育对环境光刺激敏感,并能影响机体的抗氧化功能,本试验中绿光提高了骨骼肌GSH-Px和SOD的含量,进而使T-AOC升高,降低了MDA;而红光则降低了GSH-Px和SOD,提高了MDA的含量。结论:鸡胚孵化期给予单色光照射,绿光能显著促进胚胎后期及出壳雏鸡骨骼肌生长和肌纤维发育,并有效促进骨骼肌卫星细胞的增殖活性,其作用机制主要是通过改变IGF-1的分泌水平及骨骼肌IGF-1R表达,进而改变骨骼肌生长发育相关因子Pax7、HGF和MSTN的表达和骨骼肌的抗氧化水平。