论文部分内容阅读
目的:以果蝇为模式生物,探讨光照条件变化和刺五加干预对果蝇睡眠时间和睡眠—觉醒节律的影响。方法:1、光照条件变化对2-7日龄野生型CS品系黑腹果蝇睡眠时间和睡眠—觉醒节律的影响:选择2日龄、3日龄、4日龄、5日龄、6日龄、7日龄果蝇作为观察对象,雌雄分组,每组32只。以果蝇睡眠时间和睡眠—觉醒节律为考察指标,利用果蝇活动监测系统(DAMS)进行连续7天24h监测,分别考察不同日龄果蝇在相同光照强度下不同光照环境(12/12h明暗交替环境、24h持续光照环境、24h持续黑暗环境和12/12h明暗颠倒环境)里的睡眠时间和睡眠—觉醒节律的变化;2、刺五加对光照条件变化所致7日龄野生型CS品系黑腹果蝇睡眠时间和睡眠—觉醒节律的干预作用研究:选择7日龄果蝇作为观察对象,分为空白组、模型组、模型给药组,模型给药组分别给予浓度为0.25%、1%、4%的刺五加,连续给药4天,以果蝇睡眠时间和睡眠—觉醒节律为考察指标,利用果蝇活动监测系统(DAMS)对7日龄果蝇进行24h连续监测,分别考察不同光照环境下(12/12h明暗交替环境、24h持续光照环境、24h持续黑暗环境和12/12h明暗颠倒环境)刺五加对果蝇睡眠时间影响的量效关系以及对果蝇睡眠—觉醒节律的影响;3、24h持续黑暗环境对7日龄野生型CS品系黑腹雌果蝇不同时间点的脑部5-HT和DA变化的影响:选择7日龄雌果蝇作为观察对象,以5-HT和DA为考察指标,考察12/12h明暗交替和24h持续黑暗环境下,7日龄雌果蝇在不同时间点(16:00、19:00、22:00、1:00、4:00和7:00)脑部5-HT和DA的含量变化;4、刺五加对24h持续黑暗环境下7日龄野生型CS品系黑腹雌果蝇19:00脑部5-HT和DA含量的影响:选择7日龄雌果蝇作为观察对象,以5-HT和DA为考察指标,考察给予刺五加后7日龄雌果蝇19:00脑部5-HT和DA的含量变化;5、刺五加干预对24h持续黑暗环境下7日龄野生型CS品系黑腹雌果蝇脑部睡眠相关基因表达的影响:选择7日龄雌果蝇作为观察对象,运用RT-PCR技术,以果蝇脑部per、tim、Obp99a、Sug、Hsc70-3基因为考察指标,考察给予刺五加前后24h持续黑暗环境下7日龄雌果蝇19:00脑部睡眠相关基因相对表达量的变化。6、刺五加对12/12h明暗交替环境下7日龄FBst0025859品系cry基因敲除型雌果蝇睡眠时间和睡眠—觉醒节律的影响:选择7日龄cry基因敲除型雌果蝇和7日龄野生型Canton S品系黑腹雌果蝇作为观察对象,利用果蝇活动监测系统(DAMS),考察cry基因敲除型雌果蝇在12/12h明暗交替环境和给予刺五加后其睡眠时间和睡眠—觉醒节律的变化。结果:1、光照条件变化对2-7日龄果蝇睡眠时间和睡眠—觉醒节律的影响:1.1与处于12/12h明暗交替环境下同日龄同性别果蝇比较:①处于12/12h明暗颠倒环境的雌雄果蝇,2-7日龄白天睡眠时间均延长、有极显著性差异(**p<0.01),夜晚睡眠时间均缩短、有极显著性差异(**p<0.01),24h总睡眠时间均无显著差异(p>0.05)。②处于24h持续光照环境下,雌果蝇2-7日龄白天睡眠时间均延长、有极显著性差异(**p<0.01),夜晚睡眠时间均缩短、有极显著性差异(**p<0.01),2日龄24h总睡眠时间延长、有显著性差异(*p<0.05),4-6日龄24h总睡眠时间均缩短、有极显著性差异(**P<0.01);雄果蝇2-7日龄白天睡眠时间均无显著差异(p>0.05),夜晚睡眠时间均缩短、有极显著性差异(**p<0.01),2、3日龄24h总睡眠时间均缩短、有显著性差异(*p<0.05),5-7日龄24h总睡眠时间均缩短、有极显著性差异(**p<0.01)。③处于24h持续黑暗环境下,雌果蝇2-5日龄白天睡眠时间均延长、有极显著性差异(**p<0.01),夜晚睡眠时间均缩短、有显著性差异(*p<0.05),2、3日龄24h总睡眠时间均延长、有显著性差异(*p<0.05),4日龄24h总睡眠时间延长、有极显著性差异(**p<0.01),5-7日龄24h总睡眠时间均无著性差异(p>0.05);雄果蝇2、3日龄表现为白天睡眠时间延长,具有极显著差异(*p<0.05,**p<0.01),夜晚睡眠时间缩短,具有极显著差异(**p<0.01),4-7日龄白天睡眠时间缩短具有极显著差异(*p<0.05,**p<0.01),夜晚睡眠时间无显著性差异(p>0.05),6、7日龄24h总睡眠时间缩短,具有显著性差异(*p<0.05,**p<0.01)。1.2与处于相同光照环境下同性别果蝇的前一日龄组比较:①处于12/12h明暗交替环境下,雌果蝇2-7日龄24h总睡眠时间均无显著性差异(p>0.05);雄果蝇3、4日龄24h总睡眠时间均缩短、有显著性差异((?)p<0.05),6日龄24h总睡眠时间延长有显著性差异((?)p<0.05)。②处于12/12h明暗颠倒环境下,雌果蝇2-7日龄24h总睡眠时间均无显著性差异(p>0.05);雄果蝇3日龄24h总睡眠时间缩短、有极显著性差异(##p<0.01),其余日龄24h总睡眠时间均无显著性差异(p>0.05)。③处于24h持续光照环境下,雌果蝇3、4日龄24h总睡眠时间均缩短,有显著性差异(#p<0.05,##p<0.01),7日龄24h总睡眠时间延长,有极显著性差异(##p<0.01);雄果蝇3日龄24h总睡眠时间缩短,有显著性差异(#p<0.05),7日龄24h总睡眠时间延长,有显著性差异(#p<0.05)。④处于24h持续黑暗环境下的雌雄果蝇3、4日龄24h总睡眠时间均缩短,有显著性差异(#p<0.05,##p<0.01),5-7日龄24h总睡眠时间无著性差异(p>0.05)。1.3处于12/12h明暗交替环境下雌雄果蝇的睡眠—觉醒节律均呈周期性变化,即6:00—14:00和17:00—20:00活动明显增加,14:00—17:00和20:00—次日6:00睡眠明显增加,在7:00和19:00前后均出现活动高峰。与处于12/12h明暗交替环境下的果蝇比较:①处于12/12h明暗颠倒环境下雌雄果蝇的睡眠—觉醒节律均呈现与比较组相反的周期性变化,即8:00—19:00和21:00—24:00睡眠明显增加,19:00—21:00和24:00—次日8:00活动明显增加,但在7:00和19:00前后同样出现活动高峰;②处于24h持续光照环境下雌雄果蝇的睡眠—觉醒节律周期性基本消失,即7:00—次日7:00睡眠和活动交替且杂乱分布,随日龄的增加活动次数逐渐增加,同时7:00和19:00前后的活动高峰消失;③处于24h持续黑暗环境下雌雄果蝇的睡眠—觉醒节律呈周期性变化,其变化与比较组的周期变化类似,在4:00—18:00活动明显增加,18:00—次日4:00睡眠明显增加,同样在7:00前后出现活动高峰,但19:00前后的活动高峰消失。同时,处于以上三种光照环境下的果蝇的睡眠—觉醒节律均从4日龄开始显现,7日龄趋于稳定。2、刺五加对光照条件变化所致7日龄果蝇睡眠时间和睡眠—觉醒节律的干预作用研究:2.1与同一光照环境下7日龄同性别果蝇比较:①0.25%、1%、4%的刺五加给药4天后,处于12/12h明暗颠倒环境的雌雄果蝇睡眠时间均无显著性差异(p>0.05)。②给予24h持续光照环境下果蝇不同浓度刺五加后,1%、4%的刺五加均能缩短雌果蝇24h总睡眠时间、有显著性差异(*p<0.05),1%的刺五加能缩短夜晚雌果蝇睡眠时间、有显著性差异(*p<0.05),4%的刺五加均能缩短雌果蝇白天和夜晚睡眠时间、有显著性差异(*p<0.05);4%的刺五加能缩短雄果蝇24h总睡眠时间、有显著性差异(*p<0.05);③给予24h持续黑暗环境下果蝇不同浓度刺五加后,0.25%、1%、4%的刺五加均能减少雌果蝇24h总睡眠时间、白天睡眠时间和夜晚睡眠时间、均有极显著性差异(**p<0.01),1%的刺五加均可缩短雄果蝇24h总睡眠时间和夜晚睡眠时间、有显著性差异(*p<0.05),4%的刺五加均可缩短雄果蝇24h总睡眠时间和夜晚睡眠时间、有极显著性差异(**p<0.01)。2.2经分析果蝇昼夜活动节律图与睡眠-觉醒图知,刺五加能部分增加12/12h明暗颠倒环境下雌雄果蝇的24h活动次数,但对活动节律和睡眠-觉醒节律影响不明显。刺五加能增加24h持续光照环境下雌雄果蝇24h活动次数和连续活动时间,减少果蝇片段化睡眠,影响睡眠时间,浓度为4%的刺五加时作用明显,但此浓度药对果蝇的睡眠-觉醒节律影响不明显。对于处于24h持续黑暗环境下的果蝇,刺五加通过增加雌果蝇白天活动次数和连续活动时间,减少其白天片段化睡眠,影响其睡眠-觉醒节律,其中0.25%的刺五加对此作用明显;刺五加通过增加雄果蝇24h活动次数和连续活动时间,减少其片段化睡眠,影响果蝇的睡眠-觉醒节律,1%的刺五加对此作用明显。3、24h持续黑暗环境对不同时间点的7日龄雌果蝇脑部5-HT和DA变化的影响:随着睡眠的深入,处于12/12h明暗交替环境下雌果蝇脑部5-HT和DA含量均呈现先降低、后升高、再降低的趋势;处于24h持续黑暗环境下的雌果蝇脑部5-HT含量呈现先升高,后降低的趋势,且在16:005-HT含量较处于同时间点12/12h明暗交替环境下的雌果蝇脑部5-HT含量降低,有显著性差异(*P<0.05);DA含量呈现逐渐升高的趋势,16:00、19:00、22:00的雌果蝇脑部DA含量比同时间点的处于12/12h明暗交替环境下的雌果蝇脑部DA含量降低,有显著性差异(*p<0.05),但二者间的含量差距随时间变化逐渐降低,1:00时二者含量相比较,无显著性差异(p>0.05),4:00、7:00时处于24h持续黑暗环境下雌果蝇脑部DA含量逐渐比处于12/12h明暗交替环境下雌果蝇脑部DA含量增高,有显著性差异(*p<0.05)。4、刺五加对24h持续黑暗环境下7日龄雌果蝇19:00脑部5-HT和DA含量的影响:0.25%的刺五加给药4天对处于24h持续黑暗环境下7日龄雌果蝇19:00脑部5-HT含量的增加无显著性影响(p>0.05),但能显著增加DA的含量(*P<0.05)。5、刺五加干预对24h持续黑暗环境下7日龄雌果蝇脑部睡眠相关基因表达的影响:与处于12/12h明暗交替环境下7日龄雌果蝇19:00脑部各基因的表达量比较,处于24h持续黑暗环境7日龄雌果蝇19:00脑部基因per是其7.32倍,tim是其3.99倍,Hsc70-3是其4倍,Obp99a是其3.81倍,Sug是其16倍。给予0.25%的刺五加4天后,24h持续黑暗环境下7日龄雌果蝇在19:00脑部各基因相对表达量较处于12/12h明暗交替环境7日龄雌果蝇19:00脑部各基因相对表达量均出现不同程度的降低,per降至2.2倍,tim降至0.29倍,Hsc70-3降至0.35倍,Obp99a降至0.96倍,Sug降至0.54倍。6、刺五加对12/12h明暗交替环境下7日龄FBst0025859品系cry基因敲除型雌果蝇睡眠时间和睡眠—觉醒节律的影响:①处于12/12h明暗交替环境下7日龄cry雌果蝇,与处于24h持续黑暗环境下7日龄CS雌果蝇比较,白天睡眠时间延长,有显著性差异(**p<0.01);与处于12/12h明暗交替环境下7日龄CS雌果蝇相比较,白天睡眠时间延长,有显著性差异((?)p<0.01);0.25%刺五加给药4天后,7日龄cry基因敲除型雌果蝇白天睡眠时间减少,有显著性差异(**p<0.01)。②处于12/12h明暗交替环境下的7日龄cry基因敲除型雌果蝇的睡眠—觉醒节律呈周期性变化,其变化情况在处于12/12h明暗交替环境和处于24h持续黑暗环境下的7日龄CS雌果蝇的睡眠—觉醒节律之间,表现为4:00—19:00活动与睡眠交替进行,19:00—次日4:00睡眠明显增加,且7:00和19:00前后均出现活动高峰。③给予0.25%刺五加4天后,处于12/12h明暗交替环境下7日龄cry基因敲除型雌果蝇的白天活动次数和连续活动时间增加,片段化睡眠减少,睡眠—觉醒节律部分恢复到12/12h明暗交替环境下7日龄cs雌果蝇的睡眠—觉醒节律。结论:1、同等光照强度下不同光照环境对果蝇的睡眠时间和睡眠—觉醒节律影响不同。2、刺五加改善24h持续黑暗环境下7日龄CS雌雄果蝇睡眠时间和睡眠—觉醒节律的最佳给药剂量分别为0.25%刺五加给药4天和1%刺五加给药4天。但对12/12h明暗颠倒环境和24h持续光照环境下7日龄果蝇,刺五加改善其睡眠时间和睡眠—觉醒节律作用不明显。3、处于12/12h明暗交替环境和24h持续黑暗环境下7日龄CS品系雌果蝇脑部5-HT和DA含量随时间的变化而变化。4、刺五加改善果蝇睡眠—觉醒节律的机制可能与果蝇脑部神经递质5-HT和DA以及per、tim、Obp99a等基因变化有关。5、刺五加能部分恢复12/12h明暗交替环境下7日龄FBst0025859品系cry基因敲除雌果蝇的睡眠—觉醒节律。