急性热应激条件下线粒体自噬在鸭卵泡颗粒细胞中的作用与调控机制

来源 :仲恺农业工程学院 | 被引量 : 0次 | 上传用户:susan002
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
我国是世界上最大的水禽生产国,鸭饲养量占到我国水禽饲养总量的70%以上。蛋鸭养殖是我国重要的产业,每年生产300万吨以上的鸭蛋,为社会提供了诸如咸蛋、咸蛋黄、蛋黄粉、蛋黄油、皮蛋等大量农副产品。日益增长的需求促使现代化养殖模式的推进,当前蛋鸭笼养已然成为趋势。家禽对温度敏感,日益加剧的夏季高温更是对脱离水面的蛋鸭造成严重的热应激,导致繁殖性能下降。研究表明,家禽繁殖性能的下降与激素分泌水平有重要关联。颗粒细胞作为卵巢中雌二醇和孕酮合成分泌的主要细胞,为卵泡发育提供适宜的激素水平。热应激对颗粒细胞的影响是当前众多研究关注的热点。尽管有关热应激对颗粒细胞增殖、分泌、死亡的研究已经比较清楚,但迄今有关热应激导致颗粒细胞线粒体损伤和功能障碍,进而影响细胞功能和存活的机制仍然不清楚。因此深入研究热应激条件下颗粒细胞线粒体变化,对有效防控热应激导致家禽繁殖性能下降十分必要。研究表明,热应激可导致家禽肌细胞线粒体损伤并发生氧化应激。值得注意的是,线粒体自噬是线粒体质量控制中重要的一环,目前对家禽卵泡颗粒细胞线粒体的影响,以及线粒体自噬在细胞存活或损伤中的作用尚不清楚。本研究提出假设,即热应激条件下PINK1介导的线粒体自噬可以缓解急性热应激造成的卵泡颗粒细胞线粒体损伤和诱导的细胞凋亡。为此,本研究从体内和体外两个层面上,验证急性热应激对蛋鸭卵巢线粒体自噬和细胞凋亡的影响,并借助干扰技术,进一步研究抑制线粒体自噬对热应激条件下颗粒细胞凋亡的影响。研究结果为缓解蛋鸭养殖生产中的高温应激提供理论基础。本研究首先通过动物实验,研究了急性热应激对蛋鸭卵巢功能、细胞凋亡和线粒体自噬的影响。结果表明39℃的急性热处理可以造成蛋鸭卵巢组织损伤,诱导卵巢组织发生氧化应激,MDA含量显著增加。对血清中激素的检测结果显示,雌二醇合成下降而孕酮的合成水平上升。进一步的研究表明热应激抑制了St AR、3β-HSD和CYP19A1等关键类固醇合成酶的基因和蛋白的表达。Tunel和Western Blot结果显示,高温环境导致卵巢出现轻微的细胞凋亡,伴随热处理时间延长凋亡水平上升。进一步从超微结构水平对热应激条件下的颗粒细胞进行分析,结果表明热应激可以导致颗粒细胞线粒体结构损伤,并诱导细胞产生大量的双层膜和单层膜的自噬体样囊泡,部分囊泡中能观察到线粒体样结构。为了验证热应激条件下颗粒细胞线粒体自噬途径的活化过程,我们应用Western Blot技术对线粒体动力学及线粒体自噬的关键蛋白在细胞内的表达进行了分析。结果表明,热应激导致线粒体分裂蛋白Drp1表达增加,MFN1/2等线粒体融合蛋白减少,促进了PINK1的蛋白表达和LC3-I/LC3-II的转化。另外,P62的降解也表明,热应激可以显著提高细胞的自噬流量,促使细胞发生完全的线粒体自噬。在验证了急性热应激导致蛋鸭卵巢颗粒细胞线粒体自噬的基础上,为进一步研究线粒体自噬在颗粒细胞适应、存活中的作用,我们在体外培养的颗粒细胞上,建立了急性热应激致颗粒细胞线粒体自噬的研究模型。试验分别对颗粒细胞施加43℃急性热处理0、60、90、120、150 min,结果证实120 min以上热处理显著增加细胞内ROS含量。观察细胞超微结构发现细胞自噬体增加,进一步观察染色线粒体,发现急性热应激组细胞内线粒体形态缩短变圆,且分裂蛋白Drp1蛋白表达增加,线粒体融合蛋白减少。相比对照组,急性热应激处理的细胞核附近聚集了大量LC3蛋白斑点,同时全细胞、胞质和线粒体蛋白的Western Blot检测结果均说明急性热应激激活PINK1介导的线粒体自噬。此外,共聚焦结果观察到急性热应激组细胞线粒体与LC3斑点的共定位,及溶酶体与线粒体的共定位,显示自噬体和溶酶体在自噬过程中与线粒体的关系。我们还使用了线粒体自噬抑制剂Cys A处理急性热应激颗粒细胞,发现20μM Cys A可以有效抑制细胞自噬标记物LC3-I/LC3-II的转化。接下来我们利用si-RNA干扰Drp1、PINK1,研究抑制线粒体自噬对急性热应激下颗粒细胞凋亡的影响。结果显示抑制Drp1介导的线粒体分裂可以显著降低PINK1蛋白表达和LC3-I/LC3-II值,抑制P62降解,降低线粒体自噬。同时抑制Drp1增加了Bax/BCL2值和Caspase3蛋白表达,增强细胞凋亡。随后,我们的结果还证实抑制PINK1可显著降低LC3-I/LC3-II的转化和P62降解,进而降低线粒体自噬,促进细胞凋亡和相关蛋白表达显著增加。Tunel和Annexin-V检测结果表明抑制PINK1可以促进热应激诱导的细胞凋亡。综上所述,急性热应激导致蛋鸭卵巢颗粒细胞线粒体损伤、卵巢类固醇合成功能下降。细胞发生氧化应激,凋亡水平增加,同时热应激条件下线粒体自噬水平显著提高。进一步研究表明,PINK1蛋白介导了热应激诱导的线粒体自噬,线粒体自噬清除了受损线粒体,减少细胞凋亡,是机体在急性热应激下的自我保护机制。研究为进一步探讨热应激条件下颗粒细胞的适应存活机制提供了科学依据。
其他文献
在畜禽养殖及生产过程中,细菌感染及内毒素的刺激会使动物产生炎症反应,从而导致畜禽的发病率升高、生产性能下降。因此,缓解由病原造成的炎症反应是一个值得探讨的科学问题。白术多糖(Polysaccharide of Atractylodes macrocephala Koidz,PAMK)是白术的主要活性成分,具有抗衰老、免疫调节、抗氧化等作用。前期研究证明,白术多糖能够缓解LPS造成的动物肝脏炎性损伤
学位
杜鹃花属(Rhododendron L.)是杜鹃花科中最大的属,全世界约有1000种,广泛分布于亚洲、北美洲和欧洲。根据现有的文献资料统计,广东省有杜鹃花属植物39种,3变种,海南省有7种,1变种。由于本属种类较多,形态性状变异式样复杂,很多种类的分类地位和物种划分存在争议,尤其是岭南杜鹃R.mariae、马银花R.ovatum及其近缘的种类。为了解决这些种类的分类学问题,本研究通过查阅文献、标本
学位
鹌鹑是研究禽类季节性繁殖调控机理的极佳模型,其繁殖活动受到光周期的严格调控。光周期通过影响下丘脑神经递质和血清类固醇激素的代谢进而影响禽(鸟)类的繁殖活动。然而,类固醇激素和神经递质在不同光周期下的关系尚不十分清楚。本试验通过测定不同的光周期条件下的鹌鹑下丘脑组织中27种神经递质和血清中的42种类固醇激素的代谢变化,以期揭示神经递质与类固醇激素的变化规律及其相关性,为完善禽类的繁殖调控理论提供科学
学位
非洲菊(Gerbera jamesonii Bolus)是全球重要的商品花卉之一,其在国际切花市场的销售额名列第5。该切花不带叶片,但采后仍易于发生失水萎蔫和品质损失。前人观察到非洲菊切花的花瓣、花萼和花茎等非叶部位都有气孔分布,且以花萼的气孔密度最大,但迄今对花萼气孔失水的发生与内在机理尚缺乏研究和认识。为此,本论文首先观测和比较了非洲菊切花‘金太阳’(‘Gold Sun’)品种各部位的水分散失
学位
月季(Rosa hybrida)切花采后易发生叶片和花瓣的水分散失,并因之造成花枝凋萎和观赏品质受损。迄今关于月季切花气孔形态特征与采后调控研究尚鲜见报道。为此,本论文首先比较了几种气孔观察方法对月季叶片气孔的观察效果,接着观察和分析不同品种月季切花的气孔分布和形态特征以及月季切花瓶插寿命和采后失水与部分气孔参数的相关性,然后着重探究不同光强和不同浓度纳米银处理对月季切花‘卡罗拉’花枝及离体叶片水
学位
枫香(Liquidambar formosana Hance)是我国重要的药用和香精香料植物资源,其叶片富含萜类化合物,具有抗炎、抑菌、抗肿瘤等功效,属有开发前景的抗生素替代品。迄今为止,不同种源枫香叶片挥发物组成分析、季节性累积规律及其生物合成机制的研究鲜有报道,限制了枫香资源利用。针对上述问题,本研究以河源市东江林场收集保存的广东9个不同种源枫香为研究对象,采用固相微萃取和气相色谱-质谱(HS
学位
猪伪狂犬病是由伪狂犬病病毒(Pseudorabies virus,PRV)感染引起的急性传染病,且新出现的PRV变异株呈现毒力增强趋势,给我国养猪业造成了严重的经济损失。在PRV感染猪只的过程中,首先在鼻咽黏膜和上呼吸道黏膜上皮细胞进行复制,因此对猪只进行滴鼻免疫能加强黏膜免疫应答,是防御PRV病原入侵机体的最佳手段。有研究表明,细菌鞭毛蛋白FliC能诱导机体黏膜局部产生对抗病原感染最主要效应的因
学位
蒭雷草(Thuarea involuta(Forst.)R.Br.ex Roem.et Schult.)、细穗草(Lepturus repens(G.Forst.)R.Br)、沟叶结缕草(Zoysia matrella(L.)Merr.)、狗牙根(Cynodon dactylon(L.)Pers.)以及地毯草(Axonopus compressus(Sw.)Beauv.)是海岛常见的草坪草,是海岛
学位
本试验以京粉1号蛋鸡为研究对象,在玉米-豆粕型日粮中补充不同水平二氢杨梅素锌(Zinc Dihydromyricetin,DMY-Zn),研究其对蛋鸡生产性能、蛋品质、血清生化指标、肝脏形态、肠道健康、脂代谢和微量元素沉积的影响;同时对比与其他锌源间的效果差异,为DMY-Zn在蛋鸡生产上的应用提供科学依据。试验选取362日龄京粉1号蛋鸡504只,随机分为7组,每组6个重复,每重复12只鸡。即为基础
学位
我国是养鹅大国,育雏期的雏鹅没有一个统一的饲养标准。使用传统的饲喂方式,随意配料,导致雏鹅腹泻脱水、生长缓慢、疫病频发、死亡率增高,养鹅的经济效益下降,严重影响我国养鹅业的发展。本研究通过对实际生产中育雏期不同饲喂方案对雏鹅生长性能、肠道健康和尿酸代谢影响的比较,有望探究出一种雏鹅育雏期间的饲喂方案,为雏鹅育雏提供一个参考标准。并希望通过对饲喂方案中添加青饲料和益生菌对雏鹅肠道健康的改善效果和尿酸
学位