低温胁迫对斑马鱼精子超低温冷冻影响的探究

来源 :温州医科大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:Windows365666151
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
鱼类有与许多哺乳动物酶系统相类似的稳态酶系统。具体来说,活性氧(ROS)可以在呼吸链中生产并且与胞内有机物质反应。他们也可产生于像NADPH氧化酶和胞质黄嘌呤这样的胞内酶系统,当这些活性氧的产生超越了细胞的缓冲能力,细胞则进入氧化应激状态,可能潜在地导致DNA/RNA、蛋白质和脂质的损伤。当鱼体产生氧化应激时,会通过遗传途径诱导产生抗氧化物质来消除氧化应激反应的负影响。然而鱼类精细胞是含有紧密缠绕DNA的终端单倍体细胞,由于其不能转录成DNA或者翻译成RNA,所以这类细胞不像体细胞那样自然产生完整的抗氧化酶系统来应对胞内氧化应激。众所周知,细胞中除了通过激活胞内抗氧化酶途径消除活性氧以外,还可以通过线粒体内膜上温和的解偶联作用调控线粒体膜电位并限制线粒体中活性氧的产生。而精子细胞含有的数量最多的细胞器就是线粒体,其活性氧的产生也大都源于该细胞器。精子细胞内又不含有完整的抗氧化酶系统,所以精子细胞中过量活性氧的清除可能主要是通过解偶联途径来调节的。  本研究围绕解偶联途径主要展开三方面的实验:(1)在鲜精中添加外源性解偶联剂DNP,经过超低温冷冻处理,解冻后观察解偶联蛋白表达情况以及冻精精子质量的变化;(2)在鲜精中添加解偶联蛋白激活剂HNE,经过超低温冷冻处理,解冻后观察解偶联蛋白表达情况以及冻精精子质量的变化;(3)低温诱导精子解偶联蛋白表达,观察鲜精精子质量变化;(4)低温诱导精子解偶联蛋白表达后,经过超低温冷冻处理观察冻精精子质量变化。实验具体以孔雀鱼、斑马鱼精子为研究对象,所采用的实验方法如下:精子的超低温冷冻采用程序冷冻仪(PLANER)来完成;运用DCFH-DA和PI双染色法处理精子并结合流式细胞术分析精子细胞内活性氧(ROS)的产生;精子运动参数采用人类精子动力分析仪(CASA)进行分析检测;线粒体膜电位则是利用JC-1法并结合流式细胞术进行测定;脂质过氧化物采用TBA比色法结合多功能酶标仪来进行测定;精子ATP含量的测定则是采用碧云天生物技术研究所的ATP检测试剂盒来完成;解偶联蛋白(UCP2)基因的检测采用荧光定量PCR技术测定,蛋白检测采用蛋白质印迹法(Western Blot)检测。  本研究以实验室自行优化的孔雀鱼冷冻方案为基础,根据线粒体解偶联对黄颡鱼冻精产生解救效应这一最新现象,尝试以另外两种鱼(孔雀鱼和斑马鱼)的精子从蛋白及基因水平来阐明其解偶联调控的解救机制。首先以孔雀鱼精子为研究对象,采取在孔雀鱼精子稀释液中添加外源性解偶联剂DNP和内源性激活剂HNE,模拟精子的线粒体解偶联作用。之后精子经过超低温冷冻处理后解冻进行活力、线粒体膜电位、ATP含量、活性氧、MDA、UCP2基因的检测。实验组别为对照组、DNP组和HNE组。该实验结果表明:DNP组UCP2基因相对表达量要高于对照组但没有显著性差异(P>0.05),HNE组也明显高于对照组P<0.05)。DNP组、HNE组精子活力的改变与对照组相比均没有显著性差异(P>0.05);DNP组VAP、VCL与对照组相比却有显著性升高(P<0.05);DNP组活性氧含量与对照组相比显著下降(P<0.05),脂质过氧化产物(MDA) DNP组也显著低于对照组(P<0.05);精子中ATP含量HNE组高于对照组(P<0.05)。DNP组线粒体膜电位高于对照组(P<0.05),HNE组也高于对照组(P<0.01)。综上,DNP对UCP2表达无明显影响,发挥其解偶联效应降低活性氧,减少脂质过氧化,提高精子ATP含量,但并没提高精子冻后活力,但能提高精子自身的运动能力。HNE激活了精子UCP2的表达,但并没有改变活性氧,降低了脂质过氧化,提高了ATP含量,暗示我们UCP2可能并不是直接降低ROS,可能是作用于脂质过氧化物,以一种间接途径来发挥解偶联作用。  温度诱导实验以斑马鱼精子为研究对象,通过低温诱导斑马鱼精子UCP2蛋白表达,观察精子各个指标的变化。将从27℃水温下生活的成年斑马鱼中采集的精子作为对照组,将在18℃水温生活6h的斑马鱼中采集的精子实验组1,将在18℃水温生活24h的斑马鱼中采集的精子作为实验组2。温度诱导后,采集各组斑马鱼精子进行UCP2基因和蛋白的检测,结果发现6h低温组与24h低温组的精子中UCP2基因表达相比于对照组有明显上调(P<0.01),而6h低温组的UCP2蛋白表达与对照组相比有上调(P>0.05),24h低温组的蛋白表达相比于对照组也上调且有显著性差异(P<0.05);精子活力的改变6h低温组、24低温组与对照组相比均无明显变化(P>0.05);6h低温组、24h低温组的活性氧变化与对照相比也无明显变化(P>0.05),6h低温组的ATP含量与对照组相比无明显差异(P>0.05),24h低温组的ATP含量高于对照组(P<0.05);MDA含量变化6h低温组与对照组相比有降低但无显著性差异(P>0.05),24h低温组与对照组相比有显著性降低(P<0.05);6h低温组、24h低温组的线粒体膜电位与对照组相比有升高(P>0.05);精子存活率6h低温组与24h低温组与对照相比也都无显著性差异(P>0.05)。综上,成功的构建了温度诱导模型,UCP2表达升高后对鲜精精子活力无影响,但也降低了脂质过氧化产物,提高了精子ATP含量,再次暗示解偶联蛋白在脂质过氧化过程中可能发挥着积极地作用。  温度诱导后冻精实验部分,将经温度诱导后的斑马鱼的精子采集,进行超低温冷冻保存,解冻之后检测冻精的各个指标。冷冻后UCP2基因检测,6h低温组与对照组相比(P>0.05)无显著性差异,24h低温组与对照组相比有及显著性差异(P<0.01); UCP2蛋白检测,6h低温组与对照相比也是无明显变化(P>0.05),24h低温组与对照组相比有显著性变化(P<0.05);冻后精子活性氧变化情况,6h低温组与24h低温组都有下降但不明显(P>0.05);6h低温组、24h低温组与对照相比线粒体膜电位无明显变化(P>0.05);冻精ATP含量变化,24h低温组与对照相比有极显著性差异(P<0.01);MDA的变化6h低温组、24低温组与对照相比均有极显著性差异。对精子活力进行检测后,发现6h低温组与对照相比有显著性升高(P<0.05),24h低温组有极显著性升高(P<0.01)。综上,蛋白诱导过表达之后对精子抗冻性有所提高,具体表现在冻后ATP含量升高,脂质过氧化产物减少,活性氧有所下降,膜电位无明显的降低,提高了精子的活力。
其他文献
自从媒体实验室(MediaLab)提出多媒体的概念以来,多媒体及其应用一直是世界各国科学工作者研究的热点.近年来,计算机网络特别是Internet的飞速发展进一步拓宽了多媒体信息的
草鱼是中国最大的经济淡水大宗鱼养殖品种。在养殖过程中,病毒感染导致的草鱼大量死亡一直困扰着从业者。干扰素(IFN)是一种多能的细胞因子,具有广泛的生物学活性。利用基因工
期刊
期刊
目的 探讨压力超负荷心肌肥厚大鼠血浆和心肌组织AngⅡ、NO、SOD的变化和意义及吡格列酮(pioglitazone)对心肌肥厚的影响和可能机制。 方法 选取雄性Wismr大鼠40只,
期刊
期刊
期刊
期刊
随着因特网规模的不断扩大,各种不同类型不同带宽需求业务的不断出现,使得现在对网络系统中对数据包处理能力的需求不断提高。传统的网络节点只完成少数几种任务,网络系统中