维生素A缺乏对胎鼠Hoxd3基因和TGF-β1表达影响的实验研究

发布时间：2019-01-28 18:37

【摘要】：在机体的生长发育及其调控中维生素A起着重要的作用,尤其是在胚胎发育阶段,主要是在这个过程中通过在体内生成的视黄酸的代谢产物(retinoic acid, RA)。维生素A对于脊柱的发育的调控主要是通过调节Hox基因的表达。外源性的RA干预或者内源性的RA失活都可以导致Hox基因表达的异常。怀孕的母体维生素A水平下降可以影响子代的生长发育,常导致包括枕颈部畸形在内脊柱畸形的。研究证明,Hox基因的家族成员—Hoxd3基因是枕颈部骨性结构发育的最重要的调控基因,其表达的缺失常导致枕颈部的畸形。然而,维生素A缺乏影响胚胎正常发育的过程十分复杂,还存在着其他的调控机制。现代医学研究表明维生素A与转化生长因子-β(transforming growth factor β,TGF-β)在胚胎发育过程中有着密切的关系,对于各个组织器官的发育有着相互抑制或者协同作用。TGF-β是一族具有多种功能的蛋白多肽,广泛存在于动物正常组织细胞以及转化细胞中,在骨和血小板中的含量最为丰富。TGF-β1作为TGF-βs家族的主要成员,具有促进细胞增殖、调节细胞分化、促进细胞外基质合成的作用,更为重要的是促进间充质细胞的生长和分化。所以维生素A缺乏可能导致胎鼠TGF-β1表达的下降,导致成骨细胞分化减少,可能造成骨发生迟缓,枕颈部区域骨骼发育障碍、先天性的骨骼畸形。目的：本论文分为文献综述和实验研究两个部分。文献综述主要阐述了维生素A在胚胎发育中的作用和与TGF-β的相互作用以及对Hox基因表达的调控。同时阐述了Hox基因导致脊柱畸形的机制。实验研究主要探讨了维生素A缺乏导致Hoxd3基因表达降低从而造成枕颈部畸形的机制,以及探讨维生素A缺乏在导致枕颈部畸形过程中与TGF-β1可能的相关性。方法：将健康的C57B/L6雌鼠30只随机分成2组,即正常对照组(N)和维生素A缺乏组(VAD),每组各12只。正常组给予常规饲料喂养,维生素A缺乏组给予维生素A缺乏饲料喂养。造模成功后,将雌鼠：雄鼠按照2：1的比例合笼交配,于妊娠第11.5天取一半孕鼠剖腹取出胚胎,采用RT-QPCR方法检测胚胎Hoxd3基因表达情况,另一半孕鼠于妊娠第21天取胎鼠,采用免疫组化的方法检测上颈椎组织TGF-β1表达情况。结果：(1) RT-PCR检测显示,VAD组Hoxd3基因表达量下降,与N组有统计学差异(P0.05)免疫组化结果检测TGF-β1显示,VAD组TGF-β1表达与N组有统计学差异(P0.05)。(2)免疫组化结果检测TGF-β1显示,VAD组TGF-β1表达与N组有统计学差异(P0.01)。结论：通过本次对维生素A缺乏对孕鼠子代Hoxd3基因影响的试验中,我们通过PT-QPCR检测发现,正常对照组与维生素A缺乏组Hoxd3基因mRNA水平有显著的差异。同时,我们检测了RA的三种受体RAR α、RAR β、RAR β的表达,结果证明维生素A缺乏不同程度的抑制了RARs的表达,说明了RA是在mRNA水平对Hoxd3基因进行调控,与已知的RA调控Hox基因表达的方式相符合。然而维生素A调控脊柱的发育的机制还未完全阐明,在Hoxd3基因上游还未发现有RAREs的存在的报道,可能还存在其他的调控机制。在人类与动物的发育、肿瘤、免疫、组织修复中,维生素A与TGF-βs存在广泛的相互作用。如外源视黄酸在囊胚中可以调高TGF-β1的表达,可能导致一些先天性的畸形。也有报道,维生素A可能可以提高TGF-β1的转录水平和蛋白的产生,同时TGF-β1可以在成骨细胞中,诱导RARs的表达。关于维生素A和TGF-β1信号通路在脊柱发育中的相互作用,还很少有研究报道。我们在对E21天胎鼠免疫组化的实验中发现,正常对照组与维生素A缺乏组TGF-β1蛋白表达有显著地差异,维生素A缺乏组胎鼠的枕颈部区域颅底、椎体以及椎弓中,TGF-β1蛋白表达明显降低。我们认为这可能是由于维生素A缺乏降低了胎鼠枕颈部区域软骨内TGF-β1的表达。然而TGF-β1在不同类型的细胞所发挥的作用不同,其传导还受到不同信号的调节,如Smad和MAPK通路,它们在软骨细胞分化和骨生成中的作用仍不是很清楚。所以在脊柱发育和枕颈部畸形成过程中,维生素A与TGF-β1信号通路的相互作用,还需要进一步的研究。
[Abstract]:......
【学位授予单位】：北京中医药大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：R591.4;R714.2

【参考文献】