整合多组学数据对红景天苷抗衰老作用的初步探索

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红景天苷是中药红景天中最主要的活性物质成分,文献报道具有抗炎、抗癌、抗衰老及抗神经退行性疾病的作用。目前已经发现红景天苷可以延长线虫和鱼类的寿命,但其具体抗衰老机制并不明确。本文在C57BL/6J雄性小鼠模型中,使用多组学测序对红景天苷的抗衰老作用进行研究。我们首先将24只同龄小鼠随机分配为两组,一组使用红景天苷饲喂,另一组为空白对照。然后采用焦磷酸测序、转录组测序、16S rDNA测序等测序技术,分别从DNA甲基化年龄、基因表达水平、菌群组成和丰度等多个层面,探究红景天苷在小鼠生理衰老过程中的影响和作用。本论文主要得到了以下结果:(1)使用焦磷酸测序,分别在3个年龄阶段,定量检测小鼠在Prima1、Hsf4和Kcns1三个位点的血液DNA甲基化水平,计算其DNA甲基化年龄。结果表明红景天苷组甲基化年龄与对照组没有统计学上的显着差异。(2)采用16S rDNA测序,对小鼠的肠道菌群数据进行比较分析,发现红景天苷虽然不会改变肠道菌群菌株的种类,但会显著影响菌株的相对丰度(比如有益菌:乳酸杆菌、拟杆菌和双歧杆菌)。并且通过相关性分析发现红景天苷显著降低小鼠肠道菌群菌株间的相关性。(3)通过分析小鼠转录组数据,我们发现红景天苷还显著影响了大脑中基因的表达,但对心脏中的基因表达影响不大。在大脑组织中,三个与衰老相关的基因:Anxa1、Thbd以及Slc47a1的表达有明显改变。并通过RT-qPCR以及Western Blot对这三个基因进行验证,结果显示这些基因表达水平在红景天苷组中均显著下降。(4)我们进一步将肠道菌群预测的基因,与转录组的差异基因和衰老基因数据库进行比对分析,筛选到了具有抗氧化作用的甲基氨酸硫化物还原酶基因Msra,通过RT-qPCR以及Western Blot验证发现该基因在红景天苷组中显著上升,提示红景天苷治疗可能通过肠道菌群影响与年龄相关的基因表达。综上所述,本论文使用甲基化测序、转录组测序以及16S rDNA测序综合评估了红景天苷对小鼠衰老过程的影响。我们发现红景天苷治疗可在多个时间点降低小鼠的甲基化年龄,但没有统计学差异。但是,红景天苷可能会通过改变肠道菌群的丰度和大脑中许多与年龄相关的基因表达来影响衰老。
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