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目的: 本实验研究通过蛋白质组学技术筛选鉴定正常仔鼠和孕期恐惧心理应激仔鼠海马组织的差异表达蛋白质,以期发现海马组织发育相关的蛋白质,为进一步研究孕期恐惧心理应激对子代脑部发育影响的机制,尤其是蛋白质作用机制,打下实验基础。同时,也为心理应激引发相关疾病的诊断、防治提供作用靶标。 方法: 实验选用2月龄 Wistar大鼠,合笼后以阴道涂片法检测受孕情况,然后随机将孕鼠分为空白对照组和心理应激组两组,每组不少于15只。其中心理应激组孕鼠从受孕第一天开始采用改进的旁观电击法进行造模,造模1次/d,30min/次,等分为15个时间间隔完成,造模持续到孕鼠产仔为止。孕鼠产仔时记录产仔孕鼠数及每只孕鼠产仔情况,产仔后每组取15窝每窝3只仔鼠进行饲养。在1月龄时每组随机选取15只进行 Morris水迷宫实验,主要包括4天的定位航行实验和1天的空间探索实验。结束后再分别取两组仔鼠海马组织,采用相对和绝对定量同位素标记(iTRAQ)联合串联质谱(MS/MS)的蛋白质组学技术对两组海马组织进行差异表达蛋白质的筛选鉴定,然后运用 String和DAVID在线工具对筛选鉴定到的差异表达蛋白质的相互作用关系、功能聚类和生物通路分类进行分析。 结果: 1、孕鼠胎产情况:与空白对照组比较,心理应激组孕鼠产仔数减少,差别均有统计学意义(P<0.05);产仔孕鼠数亦减少,但差别无统计学意义(P>0.05)。 2、 Morris水迷宫实验结果:定位航行实验中,与空白对照组比较,心理应激组仔鼠4天平均逃避潜伏期均延长,差异有统计学意义(P<0.05);空间探索实验中,与空白对照组比较,心理应激组仔鼠跨越平台次数和在平台象限活动时间百分比均减少,差异有统计学意义(P<0.05)。 3、 iTRAQ标记联合串联质谱鉴定结果:在 ipi-rat-v3-85-1数据库中共匹配到蛋白质总数为987种,其中,具有定量信息,且 ratio≥1.2或 ratio≤0.832并在95%置信区间内的差异表达蛋白质有158种。其中表达上调有58种,表达下调有100种,表达下调蛋白质数目远超过表达下调蛋白质数。 4、差异表达蛋白质的GO功能聚类分析:158种差异表达蛋白质共涉及150种生物过程、52种分子功能以及58种细胞组分。其中,(1)150种生物过程中的前20个生物过程主要涉及能量代谢相关、物质转运相关、分子定位等;(2)52种分子功能中的前20个分子功能主要涉及蛋白结合、酶调节活动(包括 ATP酶和连接酶)、转运活动等;(3)8种细胞组分中的前20个细胞组分主要涉及细胞骨架、细胞器、细胞突起等。 5、差异表达蛋白质的生物通路分析:158种差异表达蛋白质共涉及12种生物途径,这些生物途径可以归为4大类:能量代谢相关、细胞生长发育相关、信号通路相关、疾病相关。其中能量代谢相关包括氧化磷酸化、磷酸戊糖途径、糖酵解、丙酮酸代谢;细胞生长发育相关包括细胞周期和卵母细胞减数分裂;信号通路相关主要就是神经营养因子信号通路;疾病相关包括帕金森病、亨廷顿氏舞蹈病、阿兹海默病、黑素原生成。 6、差异表达蛋白质相互作用网络分析:158种差异表达蛋白质的相互作用共构建形成4个蛋白质相互作用网络。其中,Pfkm和Pfkl独立1个相互作用网,Kpna4和Kpnb1独立1个相互作用网,Ttyh1、Fxyd1以及Ndrg2独立1个相互作用网,Atp6v1h、Atp6v1c1、Ywhae等85种差异表达蛋白质形成1个相互作用网,占所有蛋白质的58.23%,而剩余66种蛋白质散在分布,不构成任何相互作用网络。 结论: 1、通过孕鼠胎产情况及 Morris水迷宫实验发现,孕期恐惧刺激会引起孕鼠产仔减少,以及仔鼠空间学习和认知记忆能力的受损,亦表明孕期恐惧刺激所造的恐伤肾动物模型制备成功。 2、本研究应用 iTRAQ技术联合质谱技术筛选分析出正常仔鼠海马组织和孕期受到恐惧心理应激的仔鼠海马组织之间存在大量差异表达的蛋白质,表明 iTRAQ联合质谱技术在心理应激方面应用的可行性和优越性。 3、孕期恐惧心理应激影响仔鼠海马组织发育的机制可能是,海马组织蛋白质通过相互作用及不同生物途径,从多方面影响海马组织发育。其中以能量代谢、细胞周期、神经营养因子信号通路表现较为明显。 4、14-3-3蛋白及 ATP合成酶的表达与孕期恐惧心理应激仔鼠海马组织发育关系较为密切,有望成为今后深入研究的关键蛋白质,以及相关疾病防治和药物作用的靶标。