论文部分内容阅读
研究目的:研究不同强度跑台运动对学习记忆的影响并探讨microRNA-483和IGF2在跑台运动后表达水平的改变及其意义。为此本文通过三部分阐述研究目的。第一部分:不同强度跑台对学习记忆的影响实验方法:将32只2月龄雄性SD大鼠随机分成4组:对照组（正常进食,不进行运动训练）;小强度组（18m/min x 30min）;中强度组30min（24m/min x30min）;大强度组（30m/min x 30min）。6周后进行Morris水迷宫测试,检测大鼠的学习记忆能力。实验结果:经过4天的定向航行,跑台训练组的逃避潜伏期相比对照组明显缩短,在第一天的定向航行中,中等强度跑台训练组与对照组相比明显缩短,具有显著相差异（P<0.05）。1天的空间探索发中,跑台训练组在穿台次数中比对照组明显增多,但整体的差异显著性不高,但在路程百分比中,跑台训练的中等强度组明显低于对照组P<0.05),其他各组无显著性差异（P>0.05）。实验结论:跑台训练改善认知功能,中等强度组效果更为显著。第二部分:基因芯片分析实验方法:首先我们把四组基因通过Venny对四组基因进行交集,找出四组共有基因,再通过MeV将四组基因的趋势图做出,直观表达各组差异基因。本实验研究的是认知功能,通过基因芯片中四组的GO-memory功能基因进行交集,并通过上调或下调差异倍数最大的基因定位我们的目的基因,再通过生物信息学分析,用Target Scan7.1,miRDB,microRNA.org三个数据对筛选的目的基因进行预测,利用pubmed数据库文献确定最终目的基因及调控机制。并将筛选的目的基因及其调控机制通过QPCR,WB,IF进行验证。实验结果:上调差异基因共有587个。下调的差异基因有604个。在上调的memory基因有6个,下调的memory基因有4个。通过找出这10个对应的fold change值,发现上调基因IGF2和下调基因Htr7作为我们选出重要基因。通过查阅文献我们发现IGF2与学习记忆有关,但在跑台运动对记忆影响相关的作用研究较少,最终确定IGF2为我们的目的基因。为了更好的找出跑台运动改善学习记忆的调控机制,我们通过Target Scan7.1,miRDB,microRNA.org三个数据库共预测到microRNA 69个,将三个数据库进行交集,发现TargetScan7.1与miRDB数据库,都存在microRNA-483和microRNA665我们又分别对IGF2与microRNA-483和IGF2与microRNA665在pubmed里研究进展进行检索,最终选定IGF2与microRNA-483作为我们最终的研究对象,并提出假说跑台运动改善学习记忆中可能通过microRNA-483对IGF2的调控作用达到的。QPCR结果发现IGF2在跑台训练后的表达水平都较对照组高,且中强度表达水平最高,与对照组（P<0.05）和小强度组（P<0.05）比具有显著性差异。而microRNA-483的表达水平在跑台训练后的表达水平都比对照组低。WB结果:IGF2的蛋白表达量在跑台训练组都是升高的,尤其是在中等强度组。IF结果证明IGF2在海马神经元大量表达。实验结论:跑台训练后大量和学习记忆相关的基因表达改变,其中IGF2与microRNA-483的表达变化可能是学习记忆改善的关键因素。第三部分:IGF2和microRNA-483对海马神经元的影响实验方法:用PC12细胞系进行si IGF2片段的筛选。体外培养海马神经元后,将海马神经元细胞分成8组,分别为Normal组、Reagent组、IGF2 normal（IGF2-NC）组,siIGF2组、mimic negative control CY3（mi-NC）、inhitibor negative control（in-NC）组,microRNA-483 inhitibor（in-483）组、microRNA-483 mimic（mi-483）组,每组3个孔,Normal组细胞不做处理,观察神经元存活情况。实验结果:通过PC12细胞筛选有效片段,发现Si-IGF2-3干扰效果最好。正常海马神经元细胞在倒置显微镜下8小时开始贴壁并有较小突起,1天后基本贴壁完成,7天后神经元胞体饱满,突起增长形成网络结构。IGF2和microRNA-483转染成功3天后发现siIGF2,mi-RNA 483组的神经元数目明显低于其它各组（P<0.05,P<0.01）,但两者没有统计学差异（P>0.05）实验结论:IGF2可以有效促进海马神经元的存活,而microRNA-483明显抑制海马神经元的存活,他们之间可能存在潜在的负调控关系。综上:中等强度跑台运动通过上调IGF2和下调microRNA-483促进神经元存活,从而改善学习记忆功能。