饥饿胁迫对翘嘴鳜和黄鳝肠道氧化应激及自噬的影响

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本试验以翘嘴鳜(Sinipercachuatsi)和黄鳝(Monopterusalbus)为研究对象,研究了饥饿胁迫对翘嘴鳜幼鱼和黄鳝肠道氧化应激及自噬方面的影响。翘嘴鳜试验中,分别在饥饿0d、2d、5d取样,对翘嘴鳜肠道组织氧化应激、抗氧化系统、细胞自噬相关指标进行了测定分析。黄鳝试验中,则分别在饥饿0d、3d、7d、12d、18d取样,对黄鳝肠道组织氧化应激、抗氧化系统、细胞自噬相关指标进行了测定分析。主要研究结果如下:1.饥饿胁迫对翘嘴鳜幼鱼肠道氧化应激及自噬的影响对翘嘴鳜幼鱼饥饿胁迫处理后,测定了其肠道组织ROS、MDA含量及抗氧化酶活性和相关基因m RNA的表达,同时对自噬相关基因表达进行了分析。结果显示:在饥饿0d、2d、5d后,肠道ROS和MDA含量均显著上升(P<0.05),表明不同时间饥饿处理下,翘嘴鳜肠道组织均发生了不同程度的氧化应激。其中,饥饿2d后,翘嘴鳜肠道抗氧化酶T-SOD、GST、GSH、GSH-PX和CAT活性均有上升,其中T-SOD、GST、GSH上升显著(P<0.05),而GR活性则稍有下降(P>0.05)。饥饿处理5d后,抗氧化酶T-SOD、GST、GSH、GSH-PX、CAT和GR的活性均显著性降低(P<0.05)。对抗氧化基因转录水平测定分析,发现饥饿显著诱导了Mn SOD、Cu-Zn SOD、CAT、GST、GR基因表达水平的下降,与其相对应的抗氧化酶活性变化趋势一致。对抗氧化系统关键转录因子(Keap1和Nrf2)转录水平进行测定分析,发现Keap1基因表达无显著变化(P>0.05);而Nrf2基因的表达在饥饿第5d时显著下降(P<0.05),表明Nrf2基因参与了饥饿诱导抗氧化基因表达的下降。透射电镜观察发现,饥饿处理下,翘嘴鳜肠道细胞内,自噬小体数量大大增加,表明饥饿诱导氧化应激的同时,细胞自噬也被诱导。对自噬相关基因表达水平进行研究,发现饥饿2d时,LC3b基因表达量显著下降(P<0.05),而Beclin1基因表达无明显变化(P>0.05)。随着饥饿时间的延长,饥饿5d时,LC3b和Beclin1表达水平都显著性升高(P<0.05),表明不同饥饿时间对细胞自噬的诱导具有差异性。对LC3b抑制因子m TOR基因表达进行分析,发现m TOR基因表达水平呈现先上升后下降的趋势,与LC3b基因的表达趋势相反,说明m TOR介导了饥饿对细胞自噬的诱导。2.饥饿胁迫对黄鳝肠道氧化应激及自噬的影响对黄鳝饥饿胁迫处理后,测定了其肠道组织ROS、MDA含量及抗氧化酶活性和相关基因m RNA的表达,同时对自噬相关基因表达进行了分析。结果显示:在饥饿0d、3d、7d、12d、18d后,肠道组织中ROS和MDA含量呈显著上升的趋势(P<0.05),在饥饿前7d ROS和MDA的含量均无显著变化(P>0.05),饥饿7d后两者都显著性上升(P<0.05),并在饥饿18d达到最大值,表明不同时间饥饿处理下,黄鳝肠道组织产生了大量的氧自由基,机体发生了不同程度的氧化应激。在饥饿7d前,抗氧化酶GST、GSH-PX、CAT、GR活性均有上升,其中T-SOD、GR上升显著(P<0.05),而GSH含量下降显著(P<0.05)。在饥饿处理7d后,抗氧化酶活性发生显著变化,其中T-SOD、GST、GSH、GSH-PX、CAT、GR的活性均显著降低(P<0.05),这一点与鳜鱼试验结果相一致。对抗氧化基因转录水平测定分析,发现饥饿显著性诱导了SOD1、CAT、GST、GSH-PX、GR、Keap1、Nrf2的表达水平的下降,发现与其相对应的抗氧化酶活性变化趋势一致。对抗氧化系统关键转录因子(Keap1和Nrf2)转录水平进行测定分析,发现Keap1基因的表达趋势表现为先下降再升高,饥饿7d前,Keap1基因的表达量降低,饥饿组7d与饥饿组0d相比显著下降(P<0.05),但随着饥饿胁迫时间延长,饥饿7d后,Keap1基因的表达量开始上升,饥饿组18d Keap1基因的表达量显著高于饥饿组0d(P<0.05)。而Nrf2基因的表达趋势呈现为先上升再下降,在饥饿组7d表达量达到最大值(P<0.05)。饥饿组3d、7d与饥饿组0d相比具有显著变化(P<0.05),但随着饥饿胁迫时间延长,饥饿组12d、18d Nrf2的表达量开始显著降低(P<0.05)。在分析自噬基因及相关因子m RNA表达规律时发现,LC3b和Beclin 1的表达结果与翘嘴鳜结果具有相似性,LC3b基因m RNA的相对表达水平在饥饿前0-7d无显著变化(P>0.05),随着饥饿时间进一步延长到7-18d m RNA的表达量显著上升(P<0.05),且饥饿组18d显著高于饥饿组12d。m TOR基因m RNA的相对表达水平在饥饿前3d无显著变化(P>0.05),3-7d表达量显著上升(P<0.05),随着饥饿时间进一步延长到7-18d m RNA的表达量显著下降(P<0.05),且饥饿组18d显著低于饥饿组0d(P<0.05)。Beclin1基因m RNA的相对表达水平在饥饿前0-18d都呈上升的趋势,其中饥饿3-7d和7-12d的表达量上升具有显著性(P<0.05),表明不同饥饿时间对细胞自噬的诱导具有差异性。进一步观察透射电镜结果发现,黄鳝肠道组织中自噬小体数量也随着饥饿时间的延长而增加。
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