熱應(yīng)激條件下SD大鼠生理生化指標(biāo)變化分析及轉(zhuǎn)錄組水平差異表達(dá)基因篩選.pdf

1、熱應(yīng)激不僅嚴(yán)重的威脅人類的生存，而且也嚴(yán)重制約受到熱應(yīng)激影響區(qū)域的畜牧業(yè)，尤其是奶業(yè)的發(fā)展。以熱應(yīng)激反應(yīng)特征指標(biāo)變化規(guī)律為出發(fā)點(diǎn)，挖掘熱應(yīng)激反應(yīng)關(guān)聯(lián)基因，深入探求動(dòng)物機(jī)體熱應(yīng)激調(diào)節(jié)機(jī)制，并及時(shí)制定適合實(shí)際生產(chǎn)的行之有效的抗熱應(yīng)激管理策略和選種策略，對(duì)減輕動(dòng)物熱應(yīng)激損傷、減少熱應(yīng)激造成的經(jīng)濟(jì)損失意義深遠(yuǎn)。因直接以奶牛為研究對(duì)象存在試驗(yàn)條件不可控、個(gè)體遺傳背景差異大及成本高等缺點(diǎn)，本研究目的在于以SD大鼠為熱應(yīng)激反應(yīng)模式動(dòng)物，獲得在可控的熱

2、應(yīng)激條件下，熱應(yīng)激反應(yīng)相關(guān)生理、生化指標(biāo)及轉(zhuǎn)錄組水平基因差異表達(dá)的變化規(guī)律，篩選熱應(yīng)激敏感生化指標(biāo)、敏感基因，獲得參與熱應(yīng)激調(diào)節(jié)的重要生理、應(yīng)激應(yīng)答通路，探索熱應(yīng)激條件下機(jī)體的調(diào)節(jié)機(jī)制，為奶牛熱應(yīng)激相關(guān)研究奠定基礎(chǔ)。
　　本研究選用28只體重約180-210g雌性8周齡SD大鼠作為研究對(duì)象，隨機(jī)分配到熱應(yīng)激組（HS組）(42℃、Relative humidity(RH)50％)及對(duì)照組（NC組）(25℃、RH50％)。對(duì)大鼠進(jìn)行不

3、同時(shí)間長(zhǎng)度的熱應(yīng)激處理(HS30min、HS60min、HS120min)，分別檢測(cè)大鼠血液、肝臟、腎上腺、腿肌等組織相關(guān)生化指標(biāo)含量變化;選取熱應(yīng)激組HS120min處理及NC組SD大鼠的血液、肝臟和腎上腺組織進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組測(cè)序篩選差異表達(dá)基因。
　　研究結(jié)果表明:1）環(huán)境溫度為42℃、RH50％條件下，SD大鼠出現(xiàn)嚴(yán)重?zé)釕?yīng)激，但無(wú)致死現(xiàn)象發(fā)生。42℃條件下分別HS30min、HS60min及HS120min時(shí)，大鼠體溫由37.13

4、℃度極顯著上升至39.70℃、39.63℃及40.48℃，隨后，體溫呈持續(xù)高溫狀態(tài);2）42℃、RH50％的熱應(yīng)激情況下，應(yīng)激HS120min時(shí)腿肌組織皮質(zhì)酮(CORT)含量極顯著高于NC組、HS30min組及HS60min組，腎上腺組織CORT含量顯著高于NC組，而肺臟、心臟、腎臟、胃臟四個(gè)組織中CORT含量隨應(yīng)激時(shí)間延長(zhǎng)呈現(xiàn)極顯著下降趨勢(shì);隨著熱應(yīng)激時(shí)間延長(zhǎng)，腿肌組織多巴胺(DA)含量逐漸上升，至HS120min時(shí)DA含量極顯著高于

5、NC組水平。對(duì)HS120min時(shí)血液和腿肌組織生化指標(biāo)熱敏感性分析發(fā)現(xiàn)，GH(Growth hormone)是血液中對(duì)熱刺激最為敏感的生化指標(biāo)，CORT是腿肌組織中最為敏感的熱應(yīng)激生化指標(biāo)。3）分別篩選到血液、肝臟及腎上腺組織差異表達(dá)基因98、3551和4484個(gè)，針對(duì)三個(gè)組織差異表達(dá)基因進(jìn)行GO和通路分析結(jié)果顯示，主要富集在細(xì)胞代謝、DNA和蛋白損傷修復(fù)及應(yīng)激應(yīng)答等功能，富集的通路主要為晝夜節(jié)律變化、固醇類激素合成通路、MAPK信號(hào)通

6、路和PPAR信號(hào)通路及抗原加工呈遞通路。
　　本研究獲得的熱敏感生化指標(biāo)以及熱應(yīng)激條件下組織差異表達(dá)基因等結(jié)果，揭示了熱應(yīng)激條件下，體溫升高為大鼠最為直觀的生理表現(xiàn)，為維持穩(wěn)態(tài)，HPA軸被激活，相關(guān)激素和蛋白類生化指標(biāo)含量發(fā)生變化，究其原因歸結(jié)于熱刺激誘導(dǎo)大鼠體內(nèi)相關(guān)溫度應(yīng)激應(yīng)答、蛋白損傷修復(fù)、激素合成等通路相互作用，共同減輕熱應(yīng)激損傷的生命機(jī)制。本研究將為畜禽熱應(yīng)激反應(yīng)評(píng)定、熱應(yīng)激調(diào)節(jié)機(jī)制研究，乃至培育抗熱應(yīng)激品種提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。