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研究目的:随着年龄增长,机体的衰老血管伴随着血管功能障碍、炎症增加等,而通过有氧运动可以改善血管衰老所引发的上述问题。本研究通过对衰老大鼠进行有氧运动,利用RNA-Seq技术筛选血管衰老和有氧运动改善血管衰老差异表达miRNA的通路,分析有氧运动对衰老大鼠血清转录组的相关miRNA的差异表达,以及该差异表达对血管功能的影响,为有氧运动改善血管功能提供理论依据。研究方法:选用20月龄无特定病原体(Specific pathogen Free,SPF)级健康老龄大鼠Sprague-Dawley(SD)30只,选用7~8周龄SPF级健康雄性SD大鼠15只。将30只老龄大鼠随机分为2组,每组15只。分别为老年安静组(Old组)、老年运动组(Old+ET组);将15只年轻大鼠为年轻安静组(Young组)。Old+ET组15只大鼠,进行12周跑台运动,运动方案为:坡度0,速度为15 m/min,60min/d,5d/w。大鼠经腹主动脉取血后,通过高通量测序,对三组转录本进行差异分析获得差异表达miRNA,并对差异表达miRNA进行深层次的生物信息学分析。根据分析结果对胸主动脉进行研究,显微镜下仔细分离胸主动脉,制成离体血管环进行张力测定,检测各组胸主动脉内皮功能。取全血后,分离血清,用ELISA实验检测各组血清相关血管功能因子的含量。研究结果:(1)三组miRNA差异表达分析,共筛选出67个差异表达miRNA,分别是:let-7c-1-3p、miR-17-5p、miR-130b-3p、miR-130b-5p、miR-140-5p、miR-143-3p、miR-29c-5p、miR-146a-3p、miR-181a-1-3p、miR-181c-3p、miR-1839-5p、miR-191a-sp、miR-145-3p、miR-212-3p、miR-296-3p、miR-125b-5p、miR-298-5、miR-29b-3p、miR-29c-3p、miR-339-3p、miR-101a-3p、miR-351-5p、miR-363-3p、miR-370-3p、miR-449a-5p、miR-450a-5p、miR-450b-3p、miR-452-5p、miR-335、miR-455-3p、miR-5132-5p、miR-532-3p、miR-3064-5p、miR-6324、miR-872-3p、novelmiR-11、novel-miR-122、novel-miR-266、novel-miR-282、novel-miR-305、novelmiR-309、novel-miR-322、novel-miR-344、novel-miR-38、novel-miR-392、novelmiR-402、novel-miR-422、novel-miR-519、novel-miR-601、novel-miR-631、novelmiR-637、novel-miR-654、novel-miR-663、novel-miR-689、novel-miR-692、novelmiR-75、novel-miR-780、novel-miR-785、novel-miR-813、novel-miR-870、novelmiR-884、novel-miR-90、novel-miR-901、novel-miR-907、novel-miR-926、novelmiR-930、novel-miR-1065。这些差异表达miRNA与细胞凋亡、TNF通路和细胞粘附分子等生物学过程有关。(2)在离体血管环实验,与Young组相比,衰老大鼠中乙酰胆碱(Acetylcholine,ACh)诱导的内皮依赖性舒张明显减弱(P<0.01),然而与Old组大鼠相比,在有氧运动训练后,Old+ET组大鼠中ACh诱导的内皮依赖性舒张明显增加(P<0.01)。(3)在大鼠血清检测中,与Young组相比,Old、Old+ET组血清中肿瘤坏死因子-α(Tumor Necrosis Factor-α,TNF-α)、血管细胞粘附分子-1(Vascular Cell Adhesion Molecule 1,VCAM-1)浓度显著增加(P<0.01),血管内皮生长因子(Vascular Endothelial Growth Factor,VEGF)、一氧化氮(Nitric Oxide,NO)浓度显著减少(P<0.01);与Old组相比,Old+ET组血清中TNF-α、VCAM-1浓度显著减少(P<0.05),内皮性一氧化氮合酶(Endothelial Nitric Oxide Synthase,eNOS)、VEGF、NO浓度显著增加(P<0.05)。结论:miR-351-5p和miR-455-3p参与血管衰老调控;衰老大鼠内皮功能下降,可能与eNOS、NO、VEGF减少和炎症反应增加有关;通过有氧运动后,miR-351-5p表达上调,抑制了TNF-α和VCAM-1的表达,减少了血管炎症的产生,以及miR-455-3p调节eNOS表达,增加NO浓度,可能改善衰老引起的血管内皮依赖性舒张功能下降。