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1研究目的本实验采用UAS-Gal4系统对果蝇心管基因Mio与dfoxo进行心脏特异性表达调控,探究规律运动是否通过调控dfoxo-Mio对抗高糖饮食诱导的心脏舒张功能障碍。2研究方法将W1118野生型果蝇作为基因正常对照,收集处女蝇,分成安静组(NC-W1118)、高糖组(SN-W1118)、运动组(NE-W1118)、高糖运动组(SE-W1118);在果蝇基因高度保守的基础上利用转基因技术,UASp-foxo处女蝇与hand-Gal4雄蝇杂交,构建心脏dfoxo过表达品系,收集F1代oe-foxo/hand-Gal4♀,随机分为安静组(NC-oe-foxo/hand-Gal4)、高糖组(SN-oe-foxo/hand-Gal4);UAS-Mio处女蝇与hand-Gal4雄蝇杂交,构建心脏Mio敲减系,收集F1代RNAi-Mio/hand-Gal4♀,随机分为安静组(NC-RNAi-Mio/hand-Gal4)、高糖组(SN-RNAi-Mio/hand-Gal4);高糖方案采用20%蔗糖含量自成虫2天龄开始高糖饮食1周;采用第三代果蝇运动训练装置,从与地面垂直开始,翻转180°,停留10s,规律运动干预两周,转速为24s/r,期间每运动5天休息2天。所有组别在22天龄进行取材,采用RT-pcr检测心脏中dfoxo、Mio m RNA表达变化,Elisa检测心管甘油三酯、血糖水平,半暴露M-mode果蝇心动图拍摄并分析心管功能。3研究结果3.1规律运动对高糖饮食果蝇心管舒张功能、甘油三酯、血糖、dfoxo、Mio m RNA影响的结果高糖饮食果蝇心管舒张直径减小(p<0.01),收缩直径无显著差异,舒张间期增大(p<0.01),缩短分数显著减小(p<0.05),产生了明显的舒张功能障碍及泵血能力不足,同时甘油三酯(p<0.01)及血糖(p<0.05)水平升高,dfoxo m RNA表达下调(p<0.01),Mio m RNA表达上调(p<0.05),规律运动干预对正常饮食果蝇心功能没有显著影响,但在高糖饮食果蝇中,显著增大了舒张直径(p<0.01),减小了舒张间期(p<0.01),增大了缩短分数(p<0.01),舒张直径未完全恢复,但心脏舒张功能及泵血功能有明显改善,同时降低甘油三酯及血糖水平(p<0.01),促进dfoxo m RNA表达(p<0.05),抑制了Mio m RNA表达(p<0.01)。3.2心脏dfoxo过表达及高糖干预结果心脏dfoxo过表达品系构建成功,过表达率为43.4%。心管dfoxo过表达防止了高糖饮食导致的dfoxo基因下调,dfoxo过表达抑制了Mio m RNA的表达,降低了血糖(p<0.05),延缓了高糖导致的TG及血糖水平高(p<0.01)。心脏dfoxo过表达减小收缩直径(p<0.05)使缩短分数增加(p<0.01),泵血功能增强,增大了高糖组舒张直径(p<0.05),缩短了舒张间期(p<0.05),增大了缩短分数(p<0.01)。dfoxo的过表达能有效防止高糖饮食损害心脏舒张及泵血功能但不能完全预防舒张间期增加。心脏dfoxo过表达抑制Mio一定程度上防止高糖诱导的心脏舒张功能障碍。3.3心脏Mio敲减后高糖结果敲减品系构建成功,敲减率为32.58%。敲减能防止高糖导致的心管Mio上调,并未影响dfoxo的表达变化。Mio敲减后甘油三酯水平及血糖水平降低(p<0.01),高糖后甘油三酯水平升高(p<0.01)但与正常组无差异,Mio敲减可预防高糖导致的甘油三酯、血糖升高,但出现了血糖低现象。敲减后果蝇心功能无明显变化,但在高糖果蝇中,Mio敲减组较正常表达组舒张直径大(p<0.01),舒张间期小(p<0.01),缩短分数大(p<0.01),敲减使高糖饮食果蝇舒张间期及缩短分数恢复正常,舒张直径增大且较正常安静组大。4结论4.1高糖饮食后舒张功能损伤主要表现在舒张直径减小同时舒张间期增大,进一步损害泵血功能;4.2两周规律运动干预降低心脏甘油三酯水平,维持血糖稳定,虽不足以对正常果蝇心功能产生显著影响,但能改善高糖后果蝇心功能;4.3心脏dfoxo过表达、Mio敲减可以有效对抗高糖,两周规律运动干预通过促进心脏中dfoxo表达,减少Mio表达,保护心脏防止高糖损害。