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不同经穴组合针刺对失眠大鼠下丘脑生物钟基因Clock和Bmal1表达的影响
目的:观察不同经穴组合针刺对失眠大鼠下丘脑生物钟基因Clock和Bmal 1表达的影响,探索循经选穴对腧穴配伍效应的影响.方法:SD雄性大鼠随机分为空白组(n=12)、模型组(n=8)、百会+神门组(n=12)、百会+三阴交组(n=11)、百会+非经非穴组(n=10).连续2d腹腔注射对氯苯丙氨酸(PCPA)混悬液(500 mg/kg)建立失眠模型.百会+神门组、百会+三阴交组、百会+非经非穴组每日针刺1次,每次30 min,连续7d.治疗后比较各组大鼠睡眠潜伏期及睡眠时间;实时荧光定量PCR法检测下丘脑腹外侧视前区(VLPO)与视交叉上核(SCN)的Clock及Bmal 1 mRNA的表达水平.结果:与空白组比较,模型组睡眠潜伏期延长、睡眠时间减少(P＜0.05),VLPO区与SCN内的Clock及Bmal 1 mRNA表达水平均降低(P＜0.01).与模型组比较,百会+神门组睡眠时间延长(P＜0.05);3个治疗组睡眠潜伏期均缩短(P＜0.05),VLPO区与SCN内Bmal 1 mRNA表达水平均升高(P＜0.05);百会+神门组和百会+三阴交组VLPO区与SCN内Clock mRNA表达水平均升高(P＜0.01).与百会+神门组比较,百会+三阴交组和百会+非经非穴组睡眠时间减少(P＜0.05).与百会+三阴交组比较,百会+神门组VLPO区与SCN内Clock及Bmal 1 mRNA表达水平均升高(P＜0.01,P＜0.05);百会+非经非穴组VLPO区与SCN内Clock及Bmal1 mRNA表达水平均降低(P＜0.01,P＜0.05).结论:针刺“百会”配伍“神门”穴可延长失眠大鼠的睡眠时间并缩短潜伏期,提高VLPO区与SCN内生物钟基因Clock及Bmal 1表达水平,循经选穴可以提高腧穴配伍效应.
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PER2对人口腔鳞癌SCC15细胞增殖、凋亡以及生物钟基因表达的影响
目的 探讨人口腔鳞癌SCC15细胞中生物钟基因PER2的表达改变对细胞增殖、凋亡以及其他生物钟基因的影响.方法 用RNA干扰技术沉默人口腔鳞癌SCC15细胞中PER2基因;流式细胞术检测细胞增殖和凋亡水平;实时荧光定量PCR检测生物钟基因CLOCK、BMAL1、PER1、PER3、DEC1、DEC2、CRY1、CRY2、TIM、CKIε、RORα、NPAS2和REV-ERBα mRNA表达.结果 沉默PER2后,SCC15细胞的增殖水平显著增加,凋亡显著下降(P<0.05);SCC15细胞中生物钟基因PER3、BMAL1、DEC1、DEC2、CRY2、TIM、RORα和NPAS2 mRNA的表达水平显著降低,PER1和REV-ERBα mRNA的表达显著升高(P<0.05).结论 在癌细胞中,生物钟基因PER2对生物钟基因网络中其他生物钟基因具有重要调控作用,PER2表达降低导致细胞增殖增加和细胞凋亡水平下降.
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哺乳动物日节律基因表达调控研究进展
生物体机能活动的日节律是一种基本的生命现象.在分子水平上研究日节律的调控机制,有助于更好地认识生命现象,揭示机体适应环境的内在机制,以及提高疾病的诊治水平.生物钟中枢的日节律基因通过分子水平的反馈环路产生节律性振荡,后者通过一定的信号放大机制统领整个脑和所有外周器官的节律性活动,进而产生整个机体协调一致的日节律.在生物体中,从基因到组织器官乃至系统的功能都与日节律紧密联系,因而日节律机制是生物学的重要研究领域.本文简要综述了哺乳动物生物钟基因表达和调控的有关研究进展.
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单色光对鸡视顶盖生物钟基因昼夜节律表达的影响
生物体的行为活动与生理现象呈周期性波动,并与光照密切相关。本实验室前期研究发现光色能影响肉鸡和蛋鸡的生产性能,且禽类具有优越的视觉机能,视顶盖是禽类视觉信息加工和整合的部位,其结构复杂,那么在视觉传导通路中作为重要视觉中枢的视顶盖昼夜节律变化如何,为此我们将刚出壳的AA肉鸡分别饲养于白、红、绿和蓝光下,采用RT-PCR和Western blot等技术,研究鸡视顶盖是否存在生物钟基因的昼夜节律性表达,以及不同波长单色光对其昼夜节律表达的影响。研究发现,①除Per 2基因外,生物钟基因Clock、Bmal1、Bmal2、Per3、Cry1和Cry2的mRNA 在鸡视顶盖中表达呈昼夜节律性。②相较于白光,红光和蓝光刺激使除Per 3外的其它钟基因Clock、Bmal 1、Bmal 2、Cry 1和Cry2昼夜节律性表达相位延迟,而绿光组钟基因相位与白光组相比无显著差异；单色光照射后,对钟基因产生的振幅改变不具有同向性,与白光相比,绿光刺激使Per3、Cry1和Cry2昼夜节律性表达振幅增强,红光组使Bmal1、Cry1和Cry2振幅减弱,而蓝光刺激后使Bmal2和Cry1振幅增加。③鸡视顶盖中BMAL1蛋白的昼夜节律性表达趋势与Bmal1基因mRNA表达相似。单色光照射后,其昼夜节律性不发生改变,但红光组比白、蓝光组相位发生了延迟,振幅降低,蓝光组的振幅较白、绿光组的提高。以上结果表明,除了Per2基因外,其余钟基因Clock、Bmal1、Bmal2、Per3、Cry1和Cry2在鸡视顶盖中表达均呈现昼夜节律性。不同单色光对生物钟基因和生物钟蛋白BMAL 1的昼夜节律性表达无影响,但在一定程度上影响其表达量、峰值以及相位。
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生物钟基因与肿瘤
生物钟基因普遍存在于生物界,其作用在于产生和控制昼夜生物节律的运转.文中主要介绍生物钟基因调控生物体产生昼夜节律的机制,以及目前研究生物钟基因与肿瘤生长之间关系的近况.
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生物钟基因与骨免疫研究进展
昼夜节律是生命体为适应自然环境而产生的一种生物特性,生物钟基因调节着生命体的节律,Bmal1、Clock、PERs、CRYs、Rev-erbα等生物钟基因及下游的钟控基因发挥了重要作用.免疫细胞与骨细胞之间通过共同的细胞因子和信号通路相互作用,调节骨代谢平衡,免疫紊乱会导致骨代谢异常.骨免疫学的诞生有利于深入研究骨骼系统与免疫系统的相互作用,骨免疫参与了许多骨科疾病和免疫性疾病的发生和进展.生理状态下,生物钟基因通过调控骨骼系统与免疫系统的生物节律,在维持骨免疫的平衡状态中发挥着重要作用.病理状态下,生物钟基因功能异常不但导致骨骼系统和免疫系统的节律紊乱,进一步导致骨量丢失和免疫炎症反应,而且通过IL-1、IL-6、TNF-α、RANKL等骨免疫因子对骨代谢产生作用.反过来,免疫炎症反应也会对生物钟基因正常功能产生影响,进而影响骨代谢.根据生物钟基因和骨代谢自身的特点,认识生理病理状态下生物钟基因与骨免疫的相互作用,对骨骼系统疾病和免疫系统疾病的防治有一定的指导意义.
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索拉非尼对人肝癌裸鼠移植瘤生长及生物钟基因表达的影响
目的 观察索拉非尼对人肝癌裸鼠皮下移植瘤生长的抑制作用,探讨索拉非尼对肝癌细胞生物钟基因表达水平的影响.方法 利用人肝癌细胞株HepG2建立裸鼠皮下肝癌移植瘤模型.16只动物随机分为索拉非尼处理组(n=8)和溶剂对照组(n=8),分别灌胃给药索拉非尼100 mg/(kg·d)和二甲基亚砜(DMSO).每隔2d测量一次移植瘤体积,观察肿瘤的生长情况并绘制生长曲线.2周后处死裸鼠剥离肿瘤组织,实时PCR(RT-PCR)检测瘤体中生物钟基因Per1、Per2、Per3、CLOCK、Cry1、Cry2、BMAL1和CKIε mRNA的表达水平,分析移植瘤大小与上述生物钟基因表达的相关性.结果 与溶剂对照组相比,索拉非尼处理组裸鼠皮下肝癌移植瘤生长缓慢、体积较小,差异具有统计学意义(P＜0.05).RT-PCR结果显示索拉非尼处理组肝癌细胞中生物钟基因Per1、Cry1和BMAL1的mRNA表达水平明显降低(Per1,P=0.02;Cry1,P=0.002;BMAL1,P=0.035),差异具有统计学意义;相关性分析结果显示,在对照组,裸鼠皮下移植瘤大小与Per1,Per2,Cry1和Cry2的表达呈负相关,相关系数分别为:-0.774,-0.912,-0.872和-0.908(P ＜0.05);在索拉非尼处理组,瘤体大小与Per2,Per3和BMAL1的表达水平呈负相关,相关系数分别为:-0.835,-0.723和-0.626(P＜0.05).结论 多种生物钟基因的表达水平与人肝癌裸鼠皮下移植瘤的大小呈负相关.虽然索拉非尼可明显抑制瘤体的生长,但却显著下调生物钟基因Per1、Cry1、BMAL1 mRNA的表达水平.
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连续睡眠剥夺对大鼠肝生物钟基因及肝损伤标志物表达水平的影响
目的 探讨36 h连续睡眠剥夺(SD)对大鼠肝、肾生物钟基因表达水平及大鼠尿液中肝损伤标志物总胆汁酸(TBA)含量的影响.方法 将12只大鼠随机分为正常对照组、睡眠剥夺组(SD组).SD组大鼠使用睡眠剥夺仪进行睡眠剥夺,连续36 h后,暴露腹腔取肝、肾,用RT-PCR方法检测大鼠肝、肾组织中生物钟基因转录表达水平的变化情况,并对生物钟基因的蛋白表达产物进行免疫印迹分析;暴露盆腔取尿液,用ELISA试剂盒检测大鼠尿液中肝损伤标志物TBA含量的变化情况.结果 与对照组相比,SD组大鼠肝生物钟基因clock, bmal1的mRNA表达水平明显下调(P<0.05),肾同种生物钟基因表达水平在睡眠剥夺前后无明显变化.肝生物钟基因的蛋白表达水平与转录水平一致.同时,SD组大鼠与对照组大鼠相比尿液中TBA含量明显上调(P<0.001).结论 36 h连续睡眠剥夺可导致大鼠肝生物钟基因表达和胆固醇代谢紊乱,TBA可作为昼夜节律紊乱致肝损伤效应的无创性生物标志物.
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产前抑郁症与生物钟基因表达水平的相关研究
目的 比较产前抑郁症患者与正常孕妇生物钟基因表达水平差异.方法 方便选取2015年3月—2015年10月于该院就诊的20例产前抑郁症患者(研究组)和20名正常孕妇(对照组)为研究对象,检测生物钟基因Clock和PER1不同时间点的相对表达水平,并分析生物钟基因表达的节律性.结果 研究组和对照组不同时间点Clock和PER1表达水平差异有统计学意义(P<0.05),研究组各时间点Clock和PER1表达水平Ct值显著高于对照组(P<0.05),虽Clock和PER1在对照组(Clock:0.000;PER1:0.004)和研究组(Clock:0.035;PER1:0.038)的表达均有昼夜节律性(P<0.05),但研究组Clock和PER1表达水平的峰值和谷值之差(3.44,4.44)较对照组(6.36,5.35)更小.结论 产前抑郁症与生物钟基因表达水平变化具有相关性,应予以关注.
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PER3基因与肿瘤
绝大多数生物体在生理和行为上都具有昼夜节律的特征.昼夜节律系统对生物体的各种生理和行为节律进行调节.在分子水平上,一系列相互偶联的转录反馈环路组成了驱动周期变化的核心生物钟[1].在哺乳动物中,昼夜节律系统是按级由振荡器进行信号传递的.研究证实,昼夜节律起搏器即内源性节律定位于下丘脑的视交叉上核(suprachiasmat-ic nucleus,SCN)[2].SCN接受眼睛的特殊光感受器接受到的昼夜光强度变化信号,再通过多种神经投射通路或激素调节控制外周组织的节律.当环境周期信号传人到振荡器后,通过一系列机制调节相关蛋白质的表达,使其浓度以24h为周期振荡,从而调节效应器的昼夜节律[3].生物钟运转的分子机制,就是通过调控昼夜节律的生物钟基因所编码的蛋白质在与环境共同作用后的表达,这些蛋白质表达的变化产生内源性节律,从而调节SCN和外周组织的分子时钟.研究表明,SCN的功能障碍会促进肿瘤的生长[4].
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生物钟基因与胰岛功能的研究进展
人体生物钟基因分为中央及外周生物钟,它们同步振荡表达调节胰岛β细胞的功能,影响葡萄糖诱导的胰岛素分泌.这些机体内的振荡器的振幅、时相等改变参与糖尿病的发病过程.本文综述了生物钟基因与胰岛功能之间相互作用的机制,并阐明了环境因素对生物钟振荡表达结果产生的影响.从基因层面为糖尿病的预防与治疗指明了新的方向.
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生物钟基因Per1对人口腔鳞癌细胞生物学行为的影响和调控机制
目的 探讨生物钟基因Per1对人口腔鳞癌细胞SCC15增殖、凋亡、迁移和侵袭的影响及调控机制.方法 采用RNA干扰技术沉默SCC15细胞内Per1基因,应用流式细胞仪检测沉默后细胞的增殖和凋亡水平,Transwell小室检测细胞迁移和侵袭能力的改变,实时荧光定量PCR检测Ki-67、鼠双微基因2(MDM2)、c-Myc、p53、Bax、Bcl-2、金属蛋白酶(MMP)2、MMP9和血管内皮生长因子(VEGF) mRNA的表达情况.结果 沉默SCC15癌细胞内Per1基因后促进了细胞的增殖,抑制了细胞凋亡,增强了细胞的迁移和侵袭能力(P均＜0.05).Per1基因的低表达显著提高了Ki-67、MDM2、Bcl-2、MMP2和MMP9 mRNA的表达(P均＜0.05),降低了c-Myc、p53和Bax mRNA的表达(P均＜0.05),而VEGF mRNA的表达差异无统计学意义(P＞0.05).结论 生物钟基因Perl能调控下游重要的肿瘤相关基因Ki-67、MDM2、c-Myc、p53、Bax、Bcl-2、MMP2和MMP9,其表达变化影响癌细胞的增殖、凋亡、迁移和侵袭,对Per1深入研究有可能进一步明确癌症的发生发展机制,为癌症的治疗提供新的有效分子靶点.
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生物钟基因Per2与肿瘤
生物钟基因普遍存在于生物界,其作用在于产生和控制昼夜生物节律的运转.新研究发现,生物钟系统不仅在昼夜生物节律方面起重要作用,而且参与机体其他功能的调节.该系统一旦失调可能引起一系列严重疾病发生,如淋巴瘤、白血病、乳腺癌和抑郁症等.就重要的生物钟基因Per2与肿瘤增殖凋亡的关系、Per2的抗肿瘤机制、及Per2在妇科肿瘤方面的研究近况做综述.
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蛇床子催眠活性组分对对氯苯丙氨酸致失眠大鼠海马钟基因与氨基酸类神经递质表达的影响
目的 观察蛇床子催眠活性组分(SCZ)对失眠大鼠海马神经递质及钟基因表达的影响,探讨其催眠作用机制.方法 采用ip对氯苯丙氨酸(PCPA)建立大鼠失眠模型,ig给予低(25 g/kg)、中(50 g/kg)、高(100 g/kg)剂量SCZ,并设阳性对照(地西泮)组,给药3d,免疫组织化学法检测大鼠海马齿状回γ-氨基丁酸(GABA)和谷氨酸(Glu)受体蛋白的表达;高效液相色谱法和免疫组化法检测大鼠海马GABA和Glu含量的变化;实时荧光定量PCR检测大鼠海马Clock、Bmal1、Cry1、Cry2、Per1、Per2、Per3等生物钟基因的表达水平.结果 免疫组化结果显示,与对照组比较,模型组大鼠海马齿状回GABA表达水平显著降低,Glu表达水平显著升高(P＜0.05、0.01);与模型组比较,SCZ中、高剂量组大鼠海马齿状回GABA表达水平显著升高,Glu表达水平显著降低(P＜0.01).HPLC结果显示,与对照组比较,模型组大鼠海马GABA表达水平显著降低,Glu表达水平显著升高(P＜0.05、0.01);与模型组比较,SCZ中、高剂量组大鼠海马组织Glu表达水平显著降低(P＜0.05),SCZ高、低剂量组大鼠GABA表达水平显著升高(P＜0.01).生物钟基因表达水平检测结果显示,与对照组比较,模型组大鼠Clock、Bmal1基因表达水平显著升高(P＜0.05),Cry1、Per1、Per2基因表达水平显著降低(P＜0.05、0.01).与模型组比较,SCZ中剂量组大鼠Clock、Bmal1基因表达水平显著降低(P＜0.01);SCZ高剂量组大鼠Cry1、Per1、Per2基因表达水平显著增高(P＜0.05、0.01),SCZ低剂量组大鼠Per1基因表达水平显著增高(P＜0.01).结论 蛇床子催眠活性组分通过降低海马Clock、Bmal1表达,提高Cry1、Per1、Per2基因的表达水平,增加抑制性、减少兴奋性氨基酸类神经递质的表达,从而调节睡眠-觉醒周期,达到治疗失眠的效果.
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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.
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生物钟基因对糖代谢的调控影响
生物节律是生物界普遍的生物钟节律,存在于几乎所有的生物体.在哺乳动物及人类,昼夜节律中枢位于下丘脑视交叉上核,在外周组织中也存在节律振荡器,二者通过神经体液联系整合,并与外界同步,对机体的各种生理活动和行为过程进行调控.生物钟的紊乱会造成糖耐量降低,胰岛素分泌异常,导致糖代谢异常.同时葡萄糖、光照、轮班、饮食等原因也可以引起对生物钟时相的移动而影响糖代谢.该文主要综述了生物钟基因对糖代谢的调控影响.
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弯曲时空理论与生物体DNA双螺旋结构
对爱因斯坦的"弯曲时空"理论与生物体DNA双螺旋结构的相关性进行了哲理性思考:控制生命时间程序的生物钟基因编码及调控细胞分裂的正、负向基因对应表达的严格时间程序,在DNA双螺旋结构上可能具有"时空弯曲"的原理.地球上不同经纬度地区的时间流行病学特征应该具有相对同时性.
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近日节律调控机制与相关疾病研究进展
近日节律是生命体生理及行为变量遵循内源性的以接近1个太阳日的周期进行循环的生物过程,人体近日节律调控机制及其相关疾病研究已成为当前生物医学新兴领域和研究热点.过去二十年间,以生物钟基因及其相互作用环路为核心的一系列机制研究不断取得新的进展,初步形成了近日节律的分子模型,近年来,生物钟基因在染色体重塑、转录翻译调控、转录后修饰等多个层次的调控模式得到深入的研究.同时,近日节律失控与肿瘤、代谢紊乱等临床疾病的相关性及其影响机的转化研究日益增多,形成了新兴的时间医学.本文谨就近年来近日节律分子机制及其疾病相关研究的概况和新进展做一总结.
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哺乳动物卵巢生物钟的研究进展
近年来,越来越多的研究发现生物钟系统在许多生理活动中,包括心血管、内分泌、免疫、生殖等系统的生理,都起着重要作用.随着2006年卵巢生物钟的发现,生殖系统生物钟成为新的研究热点.研究发现卵巢生物钟不仅影响排卵,而且还控制类固醇激素的释放.卵巢生物钟属外围生物钟,受到中央生物钟(SCN)神经内分泌信号的调控.还发现下丘脑-垂体-卵巢(HPG)轴上各水平都存在生物钟,HPG轴上各生物钟失同步影响生殖能力,这可能导致一些疾病发生的病因.本文总结近十年的关于卵巢生物钟的研究,列举哺乳动物卵巢生物钟存在的证据,并阐述生物钟在雌鼠正常生殖生理过程,及在生殖系统疾病病理过程中的作用及其分子机制.
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生物钟基因与女性乳腺癌发生的关系
如今随着社会节奏的加快,越来越多的人们,特别是职业女性会有意识地忽略自身的生物节律以适应"24/7时制"的工作运转模式.许多临床流行病学资料显示,某些乳腺癌患者存在长期昼夜颠倒的生活习惯,后来的动物实验发现正常生物节律受破坏的动物易发生某些类型的肿瘤.昼夜节律形成的分子基础是多.种生物钟基因的自主调节的负反馈循环.本文就生物钟基因与乳腺癌发生发展的关系及生物钟的紊乱导致乳腺癌发病率增高的可能机制加以探讨.
