低氧诱导大弹涂鱼低氧生理应激及葛根素和姜黄
作者2019-03-27 09:33未知
本研究采用生理生化及分子生物学技术,评估了低氧胁迫对大弹涂鱼(Boleophthalmus pectinirostris)生理的影响,并通过腹腔注射葛根素和姜黄素,探讨其对大弹涂鱼低氧生理应激的缓释作用,研究成果将为彻底阐明鱼类低氧生理应激的分子机制和调控策略的研发提供理论依据。本研究由以下三个部分组成:(1)HIF-1α信号通路在大弹涂鱼耐低氧胁迫中的作用。本研究通过设置常氧组(NG组)和缺氧组(HG组),探究急性低氧(1、3和6 h)对大弹涂鱼低氧相关酶活性、基因表达及蛋白含量的影响。结果显示,整个低氧过程中,对照组实验鱼肝脏中低氧相关酶活性、基因表达及蛋白含量无显著性差异。缺氧组实验鱼肝脏中乳酸脱氢酶(LDH)、柠檬酸合酶(CS)和丙酮酸激酶(PK)活性呈下调趋势,6 h时达到最低;而葡萄糖激酶(GCK)和磷酸果糖激酶(PFK)活性在3 h时最高,随后逐渐降低;缺氧组实验鱼肝脏中低氧诱导因子-1α(HIF-1α)、葡萄糖转运体-1(GLUT1)、脯氨酰羟化酶(PHD)和Bcl2/腺癌E1B19KD交互蛋白3(BNIP3)基因的mRNA表达量和蛋白含量呈逐渐上调趋势;而肿瘤抑制蛋白p53(p53)基因的表达量和蛋白含量在1 h时达到最高。在整个低氧过程中,缺氧组实验鱼肝脏中低氧相关酶活性、基因表达和蛋白含量显著高于对照组。结果表明,HIF信号通路在低氧应答中被激活;低氧胁迫会抑制鱼类需氧代谢的生理过程。(2)葛根素在大弹涂鱼耐低氧胁迫中的缓释作用。本研究通过设置常氧组(NC组)、低氧组(HN组)、葛根素组(HP组)和地塞米松组(HD组),探究急性低氧(0、24、48 h)胁迫下,葛根素对大弹涂鱼的缓释作用。结果显示,24 h和48 h时,低氧组实验鱼肝脏中蛋白激酶B(AKT)和糖原合成激酶-3β(GSK-3β)磷酸化含量显著下降,葛根素组和地塞米松组实验鱼肝脏中AKT和GSK-3β磷酸化含量显著高于低氧组;24 h和48 h时,低氧组实验鱼肝脏和鳃中AKT、GSK-3β、HIF-1α和血管内皮生长因子(VEGF)基因mRNA表达量显著高于对照组,葛根素组和地塞米松组实验鱼肝脏和鳃中AKT、GSK-3β、HIF-1α和VEGF基因mRNA表达量显著低于低氧组。结果表明,AKT-HIF信号通路在低氧应答中被激活;葛根素能够缓解低氧胁迫对大弹涂鱼生理造成的负面影响。(3)姜黄素在大弹涂鱼耐低氧胁迫中的缓释作用。本研究通过设置常氧组(NC组)、低氧组(HN组)、姜黄素组HC组和二甲基亚砜(Dimethyl sulfoxide,DMSO)组(HD组),探究72 h急性低氧胁迫下,姜黄素对大弹涂鱼的缓释作用。结果显示,低氧组和DMSO组实验鱼肝脏中AKT、叉头框转录因子(FOXO-1)和凋亡相关因子配体(FasL)基因mRNA表达量显著低于对照组;姜黄素组实验鱼肝脏中AKT、FOXO-1和FasL基因mRNA表达量显著高于低氧组;DMSO组实验鱼肝脏中AKT、FOXO-1和FasL基因mRNA表达量显著高于低氧组;低氧组和DMSO组实验鱼鳃组织中AKT、FOXO1和FasL基因mRNA表达量显著低于对照组;姜黄素组实验鱼鳃组织中AKT、FOXO1和FasL基因mRNA表达量显著高于低氧组。结果表明,低氧应激激活了细胞凋亡相关因子;姜黄素能够缓解低氧胁迫对大弹涂鱼生理造成的负面影响。综上,本实验发现,低氧胁迫会对大弹涂鱼的正常生理造成负面影响,葛根素和姜黄素能够缓解低氧胁迫对大弹涂鱼生理造成的负面影响。
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