基于晕动症易感性模型的差异表达基因筛选与验证

发布时间：2018-05-01 18:48

本文选题：晕动症 + 易感性　；参考：《第二军医大学》2017年硕士论文

【摘要】：晕动症(motion sickness,MS)是人体暴露于异常加速度环境,以植物神经反应为主的多系统反应。前期研究表明,性别和年龄在晕动症易感性方面起到了关键作用;晕动症易感性流行病学调查显示,遗传因素对于晕动症也具有重要意义;但性别、年龄、遗传等相关因素是通过何种途径和机制影响晕动症易感性的,至今没有明确的研究报告。前庭器官受到刺激后,可导致前庭核神经元过度兴奋,从而激活前庭-内脏反射通路和前庭应激通路,使血浆激素水平以及神经元活性发生改变,但前庭核对晕动症易感性个体差异的影响机制尚不明确。本研究在建立动物晕动症模型的基础上观察旋转后大鼠的胃肠道反应(条件性张口和排便反应)、自发活动和平衡能力变化、血浆激素水平和脑内Fos蛋白表达水平的改变,初步判断前庭-内脏反射通路在晕动症性别、月龄易感性中的差异;通过易感性筛选获得晕动症易感组和不易感组大鼠,进一步进行前庭核易感性差异表达基因的筛选;最后检测Olr81受体下游信号通路活性和人同源OR52J3单核苷酸多态性与晕动症易感性的关系,并通过体外细胞实验验证其基因多态性与晕动症易感性的关系。实验内容:1、观察SD大鼠晕动症易感性性别月龄分布及与前庭-内脏通路活性的关系观察旋转所致的不同性别(雌雄)、月龄(少年:1月龄和2月龄;青年:4月龄和5月龄;中年:13月龄和14月龄)大鼠条件性张口、排便发应、自发活动、平衡能力以及血浆激素水平和脑区Fos蛋白的改变;2、建立4月龄雄性SD大鼠晕动症易感性模型,筛选并验证前庭核表达的与晕动症易感性相关的基因通过建立晕动症易感性模型,使用基因芯片筛选前庭核内差异表达基因并经PCR实验验证,然后通过药理学实验(Elvax前庭核给药)确定候选基因;3、Olr81下游信号通路活性及其基因多态性对晕动症易感性的影响免疫组化实验验证Olr81及其下游特异性G蛋白(Gαolf)在前庭核的分布;不同易感组大鼠旋转后检测Olr81下游信号通路关键酶活性和第二信使表达水平;以及通过人群试验,对Olr81人同源受体OR52J3的基因型和单核苷酸多态性进行检测;经体外细胞实验验证OR52J3单核苷酸多态性与晕动症易感性的关系。实验结果:1、与少年和青年组大鼠相比,旋转对中年大鼠条件性张口以及排便反应无影响,且中年大鼠条件性张口次数和排便颗粒数明显下降;条件性张口未发现性别差异,但从排便反应上看,可发现1月龄、4月龄和13月龄雌性大鼠比雄性对晕动症更易感;旋转下,肾上腺素和去甲肾上腺素水平随着月龄的增长而升高;旋转可使不同月龄大鼠前庭内侧核、前庭脊束核、孤束核、臂旁核、中央杏仁核区、内侧杏仁核、蓝斑和下丘脑室旁核的Fos蛋白表达水平显著增加;4月龄和13月龄大鼠,孤束核和臂旁核的雌性Fos表达比雄性高;13月龄雌性大鼠蓝斑和下丘脑室旁核Fos蛋白表达水平比雄性高;2、通过基因芯片,经生物信息学分析,筛选得到304条前庭核差异表达基因和10条显著性代谢通路,确定6个候选基因:嗅觉受体(Olr81)、骨架蛋白(Shc1)、胆碱能受体(nAchRα3)、5-羟色胺4受体(5-HT4R),速激肽1型受体(NK1R)和γ氨基丁酸A型受体(GABAAα6)。并经过PCR对候选基因进行验证,结果与基因芯片相似;通过药理学实验,发现抑制前庭核Olr81表达后可缓解由旋转所引发的晕动症症状。3、免疫组化结果可发现前庭核内有Olr81及Gαolf大量表达;晕动刺激可使Olr81下游AC/cAMP/PKA通路活性升高而使PLC(PI3K)/PI3通路活性明显下降;不同基因型人群对晕动症易感性不同,通过单核苷酸多态性检测发现人同源OR52J3中rs57026471点突变可能与晕动症易感性有关,且该突变可显著高OR52J3在激动剂作用下的细胞钙内流。实验结论:1、在大鼠水平上,晕动症所引起的胃肠道反应(条件性张口与排便)和运动障碍(自主活动减少和平衡能力降低)可随着月龄的增加而所缓解,13月龄和14月龄的大鼠症状最轻;还发现,晕动症与前庭-内脏反射通路有关,且随着月龄增加而降低的易感性可能与前庭脊束核、孤束核、臂旁核和杏仁核的神经元激活有关;2、晕动症易感组与不易感组大鼠相比,前庭核内基因表达有差异,且降低前庭核内Olr81表达水平可降低晕动症易感性;3、Olr81人同源受体OR52J3的单核苷酸多态性与晕动症易感性有关,且rs57026471位点的突变可高晕动症的易感性。
[Abstract]:The effects of sex , age , inheritance and other related factors on the susceptibility of vestibular nuclear neurons were observed . The results were as follows : 1 . Compared with the juvenile and the young rats , the expression level of fos protein in the anterior vestibular nucleus , the nucleus of the anterior vestibular nucleus , the cholinergic receptor ( NK1R ) and the 纬 - aminobutyric acid type A receptor ( GABAA 伪6 ) was observed . The results showed that the expression of the expression of the mRNA of the vestibular nucleus , the nucleus of the nucleus , the cholinergic receptor ( nAchR伪3 ) , the 5 - HT 4 receptor ( 5 - HT4R ) , the tachykinin - 1 receptor ( NK1R ) and the paraventricular nucleus of the hypothalamic paraventricular nucleus were significantly decreased .

【学位授予单位】：第二军医大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：R594.6

【参考文献】