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卫气虚模型大鼠血淋巴细胞钟基因Clock表达的季节性变化规律
目的 探讨卫气虚模型大鼠血淋巴细胞钟基因Clock表达的季节性变化规律.方法 分别在春分、夏至、秋分、冬至前1周将20只SD大鼠随机分为正常对照组和模型组各10只,正常对照组大鼠常规饲养,模型组大鼠采用疲劳联合寒热交替法制作大鼠卫气虚证模型.1周后采用RT-PCR法检测各节气大鼠血淋巴细胞钟基因Clock表达. 结果 与正常对照组比较,模型组各节气钟基因Clock表达均降低(P＜0.05).与本组春分比较,正常对照组、模型组夏至、秋分、冬至钟基因Clock表达均降低(P＜0.05);与本组夏至、秋分比较,正常对照组、模型组冬至钟基因Clock表达降低(P＜0.05);而夏至与秋分比较,正常对照组、模型组钟基因Clock表达差异均无统计学意义(P＞0.05).结论 卫气虚模型大鼠血淋巴细胞钟基因Clock表达存在春分高、冬至低的季节性节律变化,且与正常大鼠变化节律一致.
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生物钟的基因调控
从细菌到哺乳动物的大多数生物都存在分子时钟,也就是生物钟.它的存在使生物的生理、生化、行为表现出以24小时为周期的节律性.本文从基因组成以及节律发生的分子机制等方面,对昼夜节律生物钟进行综述.
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钟基因 clock 功能的研究进展
近日节律（circadian rhythm）是指周期约为24小时的生物节律。作为一种内源性的生物计时系统，它调节动物的行为、生理和代谢等多个过程，从而使其适应昼夜环境变化。哺乳动物近日节律受包括 CLOCK 在内的多个分子组成的反馈环路调控，自身维持节律性震荡并受外界环境光和非光授时信号导引，终输出信号调节生物学过程。本文简要综述了小鼠核心钟基因 clock 功能的研究进展。
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针刺干预脊髓损伤肠道功能障碍生物钟基因研究进展
脊髓损伤后，结肠运动生物节律性丧失，该节律性的分子基础即“钟基因”，本文对于针刺干预该基因的作用机制进行综述。
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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。
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近日节律基因Clock对雄性小鼠生殖功能的影响
目的 通过干扰小鼠睾丸节律基因Clock的表达,研究Clock对雄性小鼠生殖能力的影响.方法 通过RNA干扰技术干扰雄性小鼠睾丸节律基因Clock的表达,以Western blot检测干扰效果,研究干扰Clock表达后对小鼠体内胎仔数和精子数量、精子活力、体外受精率的影响.结果 Clock干扰质粒使小鼠睾丸Clock蛋白的表达明显下调.在体内实验不但影响了雄性小鼠的胎仔数,而且其相对应的精子体外受精能力也明显下降.结论 节律基因Clock与雄性小鼠的生殖功能有密切的关系.
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超顺磁性三氧化二铁纳米粒子对小鼠活动日节律的影响
目的 研究进入脑室的超顺磁性铁纳米粒子(SPION)是否对小鼠活动的昼夜节律有影响.方法 选6周龄的C57BL/6J小鼠,人工光照环境光照:黑暗=12:12(光照:8:00～20:00;黑暗:20:00～次日8:00).自由摄食饮水.待动物完全适应新环境(约2周)后,将动物转入全黑暗环境继续饲养14天,然后开始转轮实验.选择CT(circadjan time)14时间点,侧脑室注射三氧化二铁纳米粒子(SPION)4μl;对照组侧脑室注射不含SPION的溶剂(超纯水)4μl.注射后继续转轮实验若干时间.分别在侧脑室注射10min、24h、14天和30天后处死动物,并取脑组织做石蜡切片,经普鲁士蓝染色观察SPION在脑室内的分布情况.用VitaView动物行为节律记录仪连续监测小鼠转轮运动节律的变化情况.用real time-RT-qPCR检测钟基因的变化.结果 侧脑室注射SPION 10min和24h后,SPION仅分布于脑室壁上,神经细胞内未见染色.注射SPION 14天、尤其是30天后可见脑内神经细胞有SPION染色.同时,侧脑室注射SPION可引起中枢钟视交叉上核(SCN)的periods钟基因转录上调,小鼠转轮运动日节律向后漂移.结论 SPION经侧脑室注射后可进入脑细胞内,影响了SCN钟基因的表达以及运动日节律的改变,提示进入脑内的纳米材料可影响生物节律.
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肾脏局部生物钟系统与水盐排泄昼夜节律的时相关系
目的 观察大鼠水盐排泄昼夜节律以及肾脏局部生物钟系统的钟基因及下游与水盐转运相关的钟控基因的昼夜节律表达的关系.方法 饲养正常成年SD雄性大鼠,分别于授时时间(ZT) 00:00-ZT12:00(开灯后,即日间)及ZT12:00-24:00(关灯后,即夜间)留取尿液,比较日夜间尿量及尿钠、尿钾、尿氯的排泄率,然后分别于ZT2:00、6:00、10:00、14:00、18:00及22:00处死大鼠并取肾脏组织,应用实时定量PCR方法检测6个钟基因CLOCK、BMAL1、Per1、Per2、Cry1和Cry2及6个钟控基因NHE3、αENaC、NCC、Ptges、V1aR和V2R的mRNA表达.应用部分傅里叶分析合并逐步回归的分析方法对基因表达进行节律分析.结果 正常大鼠尿量及尿钾排泄率呈夜高日低的昼夜节律(P＜0.05),而尿钠及尿氯排泄率也表现为夜间高于日间的趋势,但差异无统计学意义.与其同步的肾脏组织内6个钟基因CLOCK、BMAL1、Per1、Per2、Cry1、Cry2(P均＜0.05)及6个钟控基因NHE3、αENaC、NCC、Ptges、V1aR、V2R(P均＜0.05)均表现昼夜节律,其峰值均处于大鼠夜间活动期.结论 大鼠水钠排泄节律与肾脏局部生物钟系统的钟基因及钟控基因表达的昼夜节律具有时相协同性.
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人外周血钟基因表达研究进展
生物钟基因普遍存在于生物界,包括人类.其作用在于产生和控制昼夜节律的运转.除下丘脑视交叉上核中枢钟外,人类外周血细胞中也存在各种生物钟成分,同样以转录翻译反馈环路的形式与下丘脑视交叉上核构成一套完整的振荡系统与环境周期保持同步.但其钟基因表达和调控有其自身特点.该文主要介绍了人类外周血中钟基因的组成和生理及病理情况下其调控机制以及研究意义及展望.
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生物昼夜节律分子机制的研究进展
昼夜节律是生物界普遍的一种生物节律，与许多生理和行为的过程有关，如睡眠一觉醒周期、体温波动、激素水平等。本文从昼夜节律的分子遗传学基础、节律发生的分子机制、调节机制等方面，对昼夜节律生物钟进行了综述。
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松果体昼夜节律生物钟分子机制的研究进展
在下丘脑视交叉上核(SCN)的调控下,哺乳类松果体通过合成褪黑素(MEL)而表达输出效应.松果体作为一个神经内分泌器官,也在各种非哺乳类脊椎动物中起着中枢昼夜节律振荡器的作用.在多数情况下,松果体振荡器均保持与光信号输入通路和内分泌输出通路的密切联系.近来,在鸟类松果体中相继发现了几种钟基因,如Per 、Cry、Clock和Bmal等,其表达的时间变化规律与哺乳类SCN的非常相似.钟的振荡由其自身调控反馈环路的转录和翻译组成,鸟类松果体和哺乳类SCN似乎具有共同的钟振荡基本分子构架;若干钟基因产物作为正向(CLOCK/BMAL)或负向(PER/CRY)调节子影响钟的振荡;昼夜性的控时机制同时也需要翻译后事件的参与,包括蛋白移位、降解和磷酸化等过程.这些过程对钟振荡器稳定的24小时周期和/或钟导引的光输入通路有着重要的调控作用.
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光照对大鼠视网膜隐色素2表达的影响
目的 探讨日光灯长期照射对SD大鼠视网膜钟基因隐色素2(Cry2)表达的影响.方法 健康SD大鼠30只,随机分成2组,每组15只.实验组接受人工光源循环照射,对照组接受自然光线的照射,观察时间3个月.采用免疫组织化学法和实时定量-PCR检测Cry2蛋白和Cry2mRNA在视网膜组织的表达.结果 两组视网膜节细胞及部分内核层细胞均有Cry2蛋白的阳性表达.实验组Cry2蛋白和Cry2 mRNA表达均较对照组减少(P＜0.05).结论 日光灯长期照射可引起视网膜钟基因Cry2的表达降低,提示光照对视网膜生物钟可能产生影响.
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缺氧缺血性脑损伤新生大鼠松果体钟基因Per1和Cry1表达的变化
目的 观察缺氧缺血性脑损伤(HIBD)新生大鼠松果体中Per1 mRNA、Cry1 mRNA表达水平及PER1和CRY1蛋白合成水平的变化,探讨钟基因表达异常在HIBD导致的昼夜节律紊乱中可能扮演的重要角色.方法将7日龄新生SD大鼠72只,随机分为2组(HIBD组36只,对照组36只).HIBD模型按改良Levine法建立.用半定量反转录(RT)-PCR和Western blot法分别测定HIBD模型制备后0、2、12、24、36、48 h2组新生大鼠松果体中Per1 mRNA和Cry1 mRNA以及PER1、CRY1蛋白合成水平,并比较2组之间的差异.结果 1.HIBD组Per1 mRNA的表达水平在HIBD模型制备后24、36、48 h均显著高于对照组(P均＜0.05),0、2、12h与对照组相比差异均无统计学意义(P均＞0.05)；HIBD模型制备后24 h Per1 mRNA水平开始升高,36 h到达高峰,持续至48 h.2.HIBD组Cry1 mRNA的表达水平在HIBD模型制备后12、24、36 h均显著高于对照组(P均＜0.05),0、2、48 h与对照组相比差异均无统计学意义(P均＞0.05)；HIBD模型制备后12 h Cry1 mRNA水平开始升高,24h到达高峰,持续至36 h.3.HIBD组PER1蛋白水平在HIBD模型制备后36 h显著高于对照组(P＜0.05),0、2、12、24、48 h与对照组相比差异均无统计学意义(P均＞0.05).4.HIBD组CRY1蛋白水平在HIBD模型制备后2、12、24h均显著高于对照组(P均＜0.05),0、36、48 h与对照组相比差异均无统计学意义(P均＞0.05)；HIBD模型制备后2 h CRY1蛋白水平开始升高,24 h到达高峰,36 h降至正常.结论 HIBD对新生大鼠松果体细胞中Per1 mRNA、Cry1 mRNA和PER1、CRY1蛋白水平均有显著影响,生物钟系统的紊乱可能与HIBD的发病有关.
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光照对大鼠外周血淋巴细胞生物钟相关基因表达的影响
目的 探讨光照对机体外周血淋巴细胞钟基因clock及褪黑素膜受体基因(mt1和mt2)表达的影响,为生物钟应用于临床提供基础依据.方法 将100只Sprague-Dawley大鼠随机分为2组,分别在全黑暗和光照-黑暗交替(12:12)条件下饲养.6周后用活动度测定仪筛选昼夜节律表现比较一致的大鼠,每组36只,再根据不同检测时间点随机分6个亚组,每个亚组6只,继续于相应光照条件下(全黑暗和光照黑暗交替)饲养1周后,收集外周血淋巴细胞.用半定量逆转录聚合酶链反应(RT-PCR)法检测生物钟相关基因clock、mt1和mt2的变化,用余弦软件进行节律特征分析,并比较在两种光照条件下基因表达的节律变化.结果 在全黑暗光制下,clock、mt1和mt2均呈节律性表达,其峰值相位分别位于CT7、CT9和CT11;在光照-黑暗交替(12:12)光制下,各基因表达的节律特征发生了变化,峰值相位分别为ZT21、ZT8和ZT6.在不同光制下,基因表达的强度和振幅有所不同.结论 光照能影响外周血淋巴细胞钟基因clock及相关基因的表达,光照可能通过clock对mt1和mt2的表达节律起调节作用.
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缺氧缺血性脑损伤新生大鼠松果体钟基因表达的变化
目的 观察缺氧缺血性脑损伤(hypoxic-ischemic brain damage,HIBD)新生大鼠松果体中CLOCK、BMAL1蛋白表达的变化,探讨钟基因表达异常在HIBD导致的昼夜节律紊乱中的作用.方法 72只7日龄新生Sprague-Dawley大鼠随机分为假手术组与HIBD模型组,每组36只.采用改良Levine法建立HIBD模型,用Western blot方法测定两组新生大鼠术后0、2、12、24、36、48 h松果体中CLOCK、BMAL1蛋白水平.结果 HIBD模型组松果体的CLOCK及BMAL1蛋白表达水平在HIBD后48 h高于假手术组(P＜0.05),在0、2、12、24、36 h CLOCK及BMAL1蛋白表达水平与假手术组相比差异均无统计学意义(P＞0.05).结论 HIBD新生大鼠松果体中CLOCK和BMAL1蛋白在损伤48 h后有显著升高,提示两者可能共同参与缺氧缺血时昼夜节律紊乱的发生.
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体外循环后新西兰兔的睡眠-觉醒节律
目的:观察体外循环(extracorporeal circulation,ECC)后新西兰兔睡眠-觉醒节律的改变,探讨钟基因表达异常在ECC导致的睡眠-觉醒节律紊乱中的作用.方法:将54只新西兰兔随机分为正常对照组(N组,n=6)、假手术组(S组,n=24)和ECC组(n=24).用多用途脑电记录仪分别记录3组新西兰兔皮层电图(electrocorticogram,ECOG)、眼电图(electroophthalmogram,EOG)、肌电图(electromyogram,EMG)和兔的睡眠-觉醒节律.用半定量反转录PCR和Western 印迹法分别测定3组新西兰兔松果体中period 1 (Per1)和cryptochrome 1 (Cry1)的mRNA以及Per1和Cry1的蛋白表达水平,并比较3组之间的差异.结果:1)分别与N组和S组的24和48 h相比,ECC组24和48 h兔睡眠总时间、浅睡眠和慢波睡眠(slow wave sleep,SwS)各期持续的时间均显著缩短(均P＜0.05),浅睡眠所占比例显著增加(均P＜0.05),SWS时相所占比例显著减少(均P＜0.05).2)与N组和S组相比,ECC组Per1 mRNA的表达水平在ECC模型制备后24和48 h明显升高(均P＜0.05),Cry1 mRNA的表达水平在ECC模型制备后24h明显升高(均P＜0.05).3)与N组和S组相比,ECC组Per1的蛋白水平在ECC模型制备后48 h显著升高(均P＜0.05),Cry1的蛋白水平在ECC模型制备后24 h显著升高(均P＜0.05).4)ECC组新西兰兔睡眠-觉醒节律紊乱和钟基因表达的异常在术后72 h有所改善.结论:ECC可导致新西兰兔睡眠-觉醒节律发生紊乱,其机制可能与钟基因Cry1和Per1及其转录蛋白的表达异常有关.
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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、PerlmRNA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),Bmall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.
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钟基因Per2对白血病K562细胞增殖、分化、凋亡的影响及其机制研究
目的 研究钟基因Period2(Per2)对慢粒急变K562细胞株增殖、分化、凋亡的影响及可能的分子机制.方法 将Per2表达质粒pcDNA3.1-Per2及空载对照质粒pcDNA3.1分别经阳离子脂质体介导转染K562细胞,用G418筛选出Per2稳定表达细胞株.瑞氏染色观察细胞形态,台盼蓝拒染法和MTT法检测K562细胞增殖,流式细胞仪分析细胞周期和凋亡,电镜观察细胞凋亡,RT-PCR及Western blot方法 检测该细胞株中增殖、凋亡相关基因p53、cyclin B1和c-myc等的表达.结果 筛选到稳定表达Per基因的稳定表达细胞株K562/Per2细胞,与空载体转染组及未处理对照组细胞相比,K562/Per2细胞体积缩小,但是分化不明显;台盼蓝拒染法和MTT实验发现Per2抑制细胞生长与增殖能力;流式细胞仪检测周期结果 K562/Per2细胞中G2期细胞增多[转染组(36.1±5.5)%,空载组(12.5±2.9)%,未处理对照组(9.7±2.3)%,P<0.05],凋亡检测显示转染组细胞凋亡明显增加[14.8%P<0.05];电镜结果 显示染色质浓集、断裂,核固缩和凋亡小体;RT-PCR及Western blot显示Per2明显上调p53基因的mRNA和蛋白表达,而抑制cyelin B1、c-myc基因mR-NA和蛋白的表达.结论 钟基因Per2能抑制K562细胞的生长和增殖,并诱导其发生凋亡,但对分化无明显作用.其机制可能是通过对细胞周期相关基因的调控并阻止细胞周期进程来实现的.
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昼夜节律钟基因与精神障碍
内源性昼夜节律系统使机体的各种生理机能及其与外部环境之间相互协调,即包括感觉信息与环境时间、机体生理和心理状态的整合作用.当这种整合功能的协调性遭到破坏时,可发生精神障碍、情绪紊乱、睡眠-觉醒周期紊乱、激素水平及分泌高峰时间的变化.本文对昼夜节律生物钟的分子机制、昼夜节律钟基因在睡眠-觉醒周期障碍中的作用及其与精神障碍的关系作一综述.
