白藜芦醇缓解家蚕氟化物毒性作用的机制研究

来源 :江苏大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:iou820915
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
随着地壳运动和工业化发展,生物圈累积的过量氟化物对生物生长发育甚至人类健康造成不可逆的损伤。家蚕作为一种经济昆虫和模式生物,具有重要的经济和科研价值。目前关于家蚕氟中毒的研究和预防措施众多,但缓解氟化物毒性的天然产物和解毒剂仍在不断探索中。白藜芦醇,一种具有生物学活性的植物抗毒素,其抗氧化应激功能被广泛应用,研究表明白藜芦醇能逆转多种不利因素所造成的氧化应激损伤。因此,本课题试图探索白藜芦醇是否具有缓解氟化物毒性的效应,及其对于氟中毒家蚕的潜在作用靶点,进一步推敲这些靶点间的相互作用并发挥解毒作用的具体机制。本课题构建了NaF暴露组、RSV干预组和RSV+NaF共处理组家蚕模型,通过比较体型、体重、中肠组织损伤和氧化应激水平表型指标并评估;利用RNA-seq和TMT高通量筛选差异基因和差异蛋白,GO、KEGG分析基因功能和代谢通路;通过多组学联合分析,筛选关键性基因BmeFE4;最后通过siRNA介导的家蚕BmeFE4干扰验证,阐述RSV调控NaF诱导毒性作用的分子机制。综合分析得到以下结果:(1)家蚕表型性状观察:与Control组相比,600 mg L-1NaF暴露组家蚕体型偏小、体重减轻、死亡率增加;HE染色发现中肠组织的微绒毛减少、细胞发生裂解和死亡;MDA含量升高、抗氧化酶SOD和CAT活性降低、GSH含量减少。相对于NaF暴露组,RSV+NaF共处理组的家蚕取食量、体重相对增加,中肠组织损伤减轻,抗氧化酶活性也得到逆转。(2)家蚕中肠组织的RNA-seq分析:将Control_vs_NaF及NaF_vs_RSV_NaF基因集中的上调基因和下调基因进行Venn分析。结果显示,Control_vs_NaF_up和NaF_vs_RSV_NaF_down交集共有178个DEGs,KEGG富集显示这些DEGs主要参与氨基糖和核苷糖代谢途径。而Control_vs_NaF_down和NaF_vs_RSV_NaF_up交集共有439个DEGs,GO富集功能主要为葡萄糖醛酸转移酶活性和丝氨酸水解酶活性,KEGG富集发现这些DEGs主要与蛋白消化和吸收、药物代谢-细胞色素P450、细胞色素P450对外源物质的代谢途径相关。选取16个差异基因进行qRT-PCR验证,其中有14个基因与RNA-seq测序结果趋势一致,2个不一致。(3)家蚕中肠组织的TMT差异定量蛋白质组学分析:经阈值筛选后,NaF_vs_DZ和RSV_NaF_vs_NaF蛋白集分别筛选到135个和51个差异表达蛋白。Venn分析显示得到6个差异蛋白,猜测白藜芦醇可能通过调控细胞周期、糖代谢或转录后修饰过程发挥作用。TMT测序结果筛选8个蛋白进行PRM验证,发现PRM与TMT结果趋势大体一致。同时取4个蛋白进行酶活活性测定,四组样本酶活与蛋白组表达趋势大体一致。(4)转录组和蛋白组联合分析:为了进一步获得在转录和蛋白水平上表达一致的基因和蛋白。分别将基因集Control_vs_NaF与蛋白集NaF_vs_DZ,基因集NaF_vs_RSV_NaF与蛋白集RSV_NaF_vs_NaF进行Venn分析,结果显示这两个关联集分别得到13个、4个表达模式一致的基因和蛋白,综合分析发现关键性基因BmeFE4(BGIBMGA002899),这可能是白藜芦醇调控的重要靶点。(5)BmeFE4的时空表达:生信分析结果显示BmeFE4全长1750 bp,ORF为1602bp;等电点5.18、分子量59.5 KDa、N端有信号肽,属于α-酯酶。qRT-PCR提示不同发育阶段的BmeFE4表达量在L2最高,然后分别为蛹期、L3、蛾期、L5和L4,约为L1的5.64、1.88、1.86、1.55、1.54和1.33倍。BmeFE4在不同组织中的表达量也有差异,在中肠最高,然后依次为马氏管、脂肪体和头,分别为丝腺的22.10、3.39、2.01和1.34倍。表明BmeFE4在不同龄期和组织均能发挥作用。(6)siRNA介导家蚕BmeFE4的干扰验证:siRNA-3片段成功干扰BmeFE4的表达。BmeFE4沉默后,家蚕生长发育受阻、体重减轻。5龄起蚕注射siRNA-3,发现12、24、48 h均能干扰BmeFE4的表达,且12 h效果最佳。干扰72 h发现羧酸酯酶活性被显著抑制,检测到抗氧化酶Bm SOD、Bm CAT、Bm GSTd1、Bm CYP450、Bm HO-1、Bm GPx表达量减少,Bm Trx1、Bm Msr、Bm CYP6ab5表达量增加,而SOD和CAT活性、GSH含量均被显著抑制。以上实验表明BmeFE4可能在应对家蚕氟中毒时发挥重要作用。
其他文献
随着国际海事组织和我国环境保护部制定一系列限制NOx的排放法规,如何实现船用柴油机NOx减排是当前研究的热点。米勒循环技术具有降低NOx排放的潜力,还可以降低柴油机工作时的热负荷和机械负荷,在柴油机NOx排放控制技术领域具有较好的应用前景。本文以恒定转速船用柴油机作为研究对象,开展了米勒循环对缸内工作过程影响及降低NOx排放的优化研究。首先利用BOOST软件建立V型12缸四冲程船用高速柴油机的整机
学位
上世纪90年代以来,海上石油和天然气产能大幅增加,随之而来的是频繁的泄漏事件,严重威胁海洋生态和人类健康。治理水体油污染已经成为学术界和工业界的重要课题。在各种治理方法中,吸附法不仅能无害处理溢油,还能将溢油资源化,减少经济损失。聚氨酯海绵具有吸收量大和价格低廉易得等优势,同时可以通过挤压等简便操作实现已吸收液体的回收再利用,实用性强。但未经改性的聚氨酯海绵因较强的两亲性导致在油水混合液中会同时吸
学位
自动驾驶技术作为目前汽车领域前沿技术的发展方向之一,其控制策略应能保障车辆在复杂道路环境下的行驶安全性。然而现有的自动驾驶控制算法多基于已检测的道路环境信息制定控制策略,并未充分考虑由于相邻车道车辆或周边环境遮挡产生的传感器感知盲区带来的潜在事故风险,难以规避该类型风险带来的潜在交通事故。因此,为了提高车辆对于潜在风险的主动规避能力,本文基于激光雷达感知数据设计了传感器感知盲区识别算法,实现了对存
学位
电动汽车是汽车工业未来发展的主要方向,高效节能已成为电动汽车的核心要求。以电机集中驱动型式的电动汽车齿轮减速器作为电动汽车传动系统的关键部件,其功率损耗直接决定了传动效率。特别地,在浸油润滑的高转速工况下,搅油损失占总功率损失的比率更高,这与减速器的设计息息相关。与此同时,电机高转速给轴承的润滑带来挑战。因此,开展电动汽车减速器润滑流场的特性分析和性能优化的相关研究,以进一步提高电动汽车减速器的工
学位
随着工业化的不断推进,大量化石燃料燃烧所造成的环境污染和能源短缺问题已经成为全球性危机。由于太阳能的丰富性和可持续性,利用太阳能转化为化学能得到清洁能源,是应对这场全球危机的理想途径。光催化产氢技术作为制备高热值、无污染氢能的一种零碳途径,自发现以来备受关注。半导体光催化剂作为光催化技术的核心,一直是研究的焦点。石墨相氮化碳(g-C3N4)是一种理想的半导体光催化剂,其具有物理化学性质稳定、结构易
学位
氨作为现代生活中必不可少的能源,不仅是一种重要的化工原料,也是新能源的重要研究对象,受到了广泛关注。利用电催化技术将硝酸根还原为氨,中和氢气、以电能替代石化燃料,以温和的工艺条件替代传统生产中严苛的生产条件,在有效解决能源和环境问题的同时,实现氨生产的本质安全化,引起学者的广泛关注。然而,高效的催化剂仍然是电催化硝酸盐还原制氨中的关键问题,传统的过渡金属电催化剂由于对氨的选择性较低,且稳定性差,限
学位
能源短缺和全球变暖已成为人类面临的两大难题。化石能源的过度开采,使得人类赖以生存的传统化石燃料正消耗殆尽;矿物燃料的大量燃烧,促使大气中二氧化碳(CO2)浓度不断升高,给地球带来了不可逆的生态环境问题。利用可再生能源将CO2转变成工业燃料,既缓解了其在大气中含量过高的问题,也缓解了人们对于化石能源的迫切需求。作为碳捕捉与利用技术的新兴部分,电催化CO2还原(ECR)凭借其绿色经济效益受到人们广泛关
学位
密封装置作为液体火箭发动机系统的重要部件之一,对火箭的安全稳定运行起着关键作用。随着我国液体火箭发动机朝着高性能、大变比、多次起动、重复使用的方向发展,对密封装置也提出了更高的性能和可靠性要求。液封轮作为一种非接触式密封,可以很好地解决目前火箭发动机液氧涡轮泵密封端面磨损失效及泄漏量大的问题。然而目前液氧涡轮泵液封轮密封性能的研究尚不充分,尤其是对液封轮内的低温空化流动特性的研究更加匮乏。为此,本
学位
内置式永磁同步电机(Interior Permanent Magnet Synchronous Motor,IPMSM)凭借其高功率密度、宽调速范围等优势,在电动汽车、大型舰船电力推进系统等领域有广阔的应用前景。在IPMSM的控制系统中,常采用无位置传感器控制省去机械式位置传感器,提高系统可靠性。为充分利用无位置传感器IPMSM的磁阻转矩,本文提出无位置传感器内置式永磁同步电机最大转矩电流比(Ma
学位
在国家“双碳战略”倡导及现实迫切需求的推动下,新能源汽车及其“三电”(电池、电机、电控)的重要组成部分—锂离子电池得到迅猛发展。然而,由于不合理的电池内部参数设计、不当的充电机制,锂离子电池负极会发生析锂副反应,在加速电池容量、性能衰减和老化的同时引发安全问题。本文依据电化学原理、析锂动力学条件和电池产热机理,采用实验与仿真相结合的方法,展开了电池设计参数和充电机制对负极析锂影响的研究,并在抑制析
学位