探讨TRP离子通道和FKBP1B在蝙蝠冬眠中的重要作用

发布时间：2017-12-13 09:29

  本文关键词：探讨TRP离子通道和FKBP1B在蝙蝠冬眠中的重要作用

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【摘要】：蝙蝠隶属于翼手目,是唯一能真正飞行的哺乳动物。已发现1200多种,大多数蝙蝠具有冬眠能力。冬眠是一连串蛰伏和苏醒的生理交替过程。蛰伏期间,动物的体温、心率和代谢速率等生理指标都下降到极低的水平,而苏醒时这些生理指标又能快速回升。相关的组学研究表明,动物在蛰伏时大多数基因和蛋白质表达都显著下调。动物冬眠的过程中,体温发生了剧烈地波动,却没有出现任何病理损伤。调控冬眠哺乳动物体温的分子机制还不清楚。考虑到温敏TRP离子通道是动物体中一类重要的温度感受器。本论文我们以大足鼠耳蝠为研究对象,使用荧光定量PCR 比较了十个温敏 TRP 离子通道(TRPV1、TRPV2、TRPV3、TRPV4、TRPM2,TRPM4、TRPM5、TRPM8、TRPC5和TRPA1)在蛰伏、苏醒和夏季活跃期的基因水平。结果显示热敏的TRPV1、TRPV2、TRPV3和TRPV4和冷敏的TRPA1在蝙蝠蛰伏时上调表达,而冷敏的TRPM8和TRPC5以及温热敏的TRPM2、TRPM4和TRPM5在蝙蝠蛰伏时下调表达。为了进一步验证结果,我们选取六个有代表性的TRP离子通道进行蛋白质免疫印迹,发现基因和蛋白表达趋势吻合。并且借由UCP1的变化趋势进一步证明温敏TRP离子通道在冬眠中保有温度感知功能,由此可知蝙蝠蛰伏时对于环境温度的提升可能保持更高的敏感性。同时本研究首次在冬眠哺乳动物中呈现温度感知的相关分子证据。外界温度低至10℃—15℃时,冬眠哺乳动物心脏仍可以保持正常的功能而没有任何功能紊乱的发生。一些心脏疾病的发生往往与肌质网中钙离子浓度的变化有关。FKBP1B蛋白亚基可以通过调控RyR2离子通道的开闭调节肌质网中钙离子浓度。为了研究FKBP1B在冬眠蝙蝠心脏中的作用,首先我们对25种哺乳动物(包括12种蝙蝠)的FKBP1B基因进行分子进化分析,结果表明FKBP1B在蝙蝠类群中极为保守。其次我们以具有冬眠能力的大足鼠耳蝠和马铁菊头蝠为研究对象,分别比较它们在蛰伏、苏醒2小时、苏醒24小时和夏季活跃状态中FKBP1B的基因和蛋白表达水平。我们发现在蝙蝠蛰伏时FKBP1B表达水平显著提高,而且随着蝙蝠苏醒而逐渐减少。再次通过生物信息学手段在包括48种冬眠哺乳动物和15种非冬眠哺乳动物中预测可能调节FKBP1B表达的转录因子。发现多种转录因子可能参与调节,其中转录因子YY1尤为重要。综上所述,本研究揭示了冬眠蝙蝠在蛰伏时,利用上调FKBP1B来维持心脏功能的稳定。同时我们的研究也为冬眠动物心脏调节带来了新的见解。
【学位授予单位】：华东师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：Q418

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本文编号：1284674