常压低氧及规律运动对心脏特异性Ca--α1D基因沉默果蝇心脏功能和睡眠的影响

摘要

研究目的： 本实验利用UAS-Gal4系统对果蝇Ca-α1D基因进行心脏特异性沉默，利用果蝇低氧装置及运动装置对果蝇进行低氧、运动干预。探讨低氧运动对Ca-α1D基因心脏特异性沉默果蝇心脏功能的影响，同时检测运动能力、睡眠情况，统计生命周期。为研究低氧运动干预对于心脏保护作用的机制中，与心肌细胞L型钙通道之间的联系提供科学的理论依据。 研究方法： 基因型为w1118;P{GD1737}v51491的处女蝇分别与W1118品系、Hand-GAL4品系雄蝇杂交，取得F1代处女蝇，进行分组，随机分为8组:常氧安静组(NC)、低氧安静组(HC)、常氧运动组(NE)、低氧运动组（HE）、常氧安静干扰组(NCS)、低氧安静干扰组(HCS)、常氧运动干扰组(NES)、低氧运动干扰组(HES)。采用第3代果蝇运动装置，运动组均第22天龄开始运动，每次训练1.5h，连续训练两周。低氧组均第22天龄开始低氧，每次从晚上7点开始低氧至第二天早上7点，低氧12h，连续低氧两周。 指标检测:从两个构建品系中均随机挑选果蝇60只进行RT-PCR检测品系构建，各组随机挑选30只果蝇进行M-mold心脏功能检测，32只果蝇进行睡眠监测，100只果蝇做攀爬能力检测，200只果蝇统计生命周期。 研究结果： 3.1RT-PCR检测结果 与W1118/w1118;P{GD1737}v51491组相比，Hand-GAL4/w1118;P{GD1737}v51491组心管Ca-α1D基因mRNA表达降低(P＜0.01)，下调率为48.15％。说明F1代果蝇Ca-α1D基因沉默品系构建成功。 3.2心脏功能检测结果 与NC组相比，NCS组果蝇缩短分数减小(P＜0.05)，纤维震颤无明显差异(P=0.81)，心律不齐指数升高(P＜0.01)。提示Ca-α1D基因表达下调减弱心脏的泵血能力，提高心率不齐发生风险。 与NC组相比，HC组、NE组、HE组缩短分数增大(P＜0.05)，HE组纤维震颤降低(P＜0.05)，HC组、HE组心律不齐指数下降(P＜0.01)。且NE组纤维震颤较HE组升高(P＜0.05)，心律不齐指数较HC组、HE组升高(P＜0.05)。 与NCS组相比，HCS组、NES组、HES组缩短分数增大(P＜0.01)，NES组、HES组纤维震颤降低(P＜0.05)，HCS组心律不齐指数下降(P＜0.05)，HES组心律不齐指数下降(P＜0.01)。且与NES组比，HCS组心律不齐指数下降(P＜0.05)，HES组心律不齐指数下降(P＜0.01)。 3.3果蝇昼夜节律监测结果 与NC组比，NCS组夜晚睡眠时间减少(P＜0.01)，夜晚活动次数增加(P＜0.01)，日间睡眠时间无显著性差异(P＞0.05)，日间活动次数减少(P＜0.01)，睡眠总时间无显著性差异(P＞0.05)，平均每小时活动次数无显著性差异(P＞0.05)。 与NC组比，HE组夜晚睡眠时间增加(P＜0.01)，HC组、NE组、HE组夜晚活动次数减少(P＜0.05)，日间睡眠时间各组无显著性差异，HC组、HE组白天活动次数减少(P＜0.05)，HE组睡眠总时间增加(P＜0.05)，HC组、NE组、HE组平均每小时活动次数减少(P＜0.01)。 与NCS比，HES组夜晚睡眠时间增加(P＜0.01)，HCS组、NES组、HES组夜晚活动次数减少(P＜0.01)，日间睡眠时间、活动次数各组无显著性差异，HES组睡眠总时间增加(P＜0.01)，且HES组睡眠总时间高于NCS组、HCS组、NES组(P＜0.01)，NES组、HES组平均每小时活动次数减少(P＜0.01)，且HES组平均每小时活动次数低于HCS组(P＜0.05)。 3.4攀爬能力测量结果 NCS组攀爬能力显著低于NC组(P＜0.01)。 与NC组比，HC组攀爬指数显著升高(P＜0.01)，且HC组显著高于NE组、HE组(P＜0.05)。 与NCS比，HCS组攀爬指数显著升高(P＜0.05)，且HCS组显著高于HES组(P＜0.05)。 3.5果蝇寿命检测结果 与NC组寿命相比，NCS组寿命显著缩短(P＜0.05)。 与NC组寿命相比，HC组寿命延长(P＜0.05)，HE组寿命延长(P＜0.01)。且HE组寿命长于NE组(P＜0.01)。 与NCS组寿命相比，NES组寿命延长(P＜0.05)，HCS组、HES组寿命显著延长(P＜0.01)。 研究结论： 4.1通过UAS-Gal4系统成功构建了心脏特异性Ca-α1D基因沉默果蝇品系，发现心脏特异性Ca-α1D基因的沉默会导致果蝇心脏泵血功能的减弱及心律不齐的发生，致使果蝇寿命的缩减，并且会导致运动能力及睡眠质量的下降。 4.2在不同的遗传背景下，Ca-α1D基因表达下调果蝇与正常表达果蝇经过低氧干预后心脏泵血功能及心律不齐都得到了改善，睡眠质量得到提高，并且对运动能力、寿命延长有积极效应。 4.3低氧运动干预对于果蝇心脏功能、睡眠质量及寿命方面的改善作用优于低氧或运动单一干预，但是并没有增强果蝇的运动能力。低氧运动干预不但能改善正常表达组的增龄性衰退，还能改善心脏特异性Ca-α1D基因表达下调果蝇的心脏功能损伤及生活质量下降。

目录

摘要

1前言

2．1实验材料

2．1．1果蝇的品系

2．1．2杂交原理及方法

2．1．3运动及低氧方案

2．1．4果蝇培养基

2．1．5果蝇血淋巴液

2．2指标检测

2．2．1实时荧光定量PCR检测

2．2．2 M-mode心动图检测心脏功能

2．2．3 DAMS系统监测果蝇昼夜节律

2．2．4果蝇运动能力测量

2．2．5果蝇寿命检测

2．3统计学处理

3结果

3．2．1果蝇心脏缩短分数

3．2．2果蝇心脏纤维震颤

3．2．3果蝇心脏心律不齐指数

3．3果蝇昼夜节律监测结果

3．3．1果蝇睡眠监测结果

3．3．2果蝇活动监测结果

3．4运动能力测量结果

3．5果蝇寿命检测结果

4分析与讨论

4．1常压低氧及规律运动对心脏特异性Ca-α1D基因沉默果蝇心脏功能的影响

4．2常压低氧及规律运动对心脏特异性Ca-α1D基因沉默果蝇昼夜节律的影响

4．3常压低氧及规律运动对心脏特异性Ca-α1D基因沉默果蝇运动能力的影响

4．4常压低氧及规律运动对心脏特异性Ca-α1D基因沉默果蝇寿命的影响

5结论

参考文献

低氧运动与心肌钙稳态研究综述

致谢

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