运动对抑郁大鼠下丘脑OGT和线粒体迁移的影响

发布时间：2017-10-13 15:44

  本文关键词：运动对抑郁大鼠下丘脑OGT和线粒体迁移的影响

  更多相关文章： 地塞米松 抑郁 运动 O-连接N-乙酰氨基葡萄糖转移酶 线粒体迁移

【摘要】：背景：《柳叶刀》杂志发布的数据表明,中国的抑郁症患者已经达到9000万,急切地需要有效的治疗干预方式。运动作为抗抑郁的有效手段,对整个机体的积极调节作用已被肯定,但具体的介导机制尚需深入研究。O-连接N-乙酰氨基葡萄糖转移酶(OGT)是蛋白质翻译后修饰过程中一个重要的酶,其参与调节的蛋白质糖基化和乙酰化对细胞功能发挥起着重要作用。近期研究发现,靶向性敲除小鼠胎盘OGT基因因损害子代大脑线粒体功能而影响神经发育,可导致抑郁行为。线粒体影响着细胞代谢,而线粒体迁移调节着线粒体的分布进而影响细胞功能。另有研究显示,OGT通过与底物蛋白Milton作用影响着线粒体迁移。目的：本研究旨在通过对妊娠大鼠注射地塞米松(Dexamethasone, DEX)建立子代抑郁大鼠模型,探究下丘脑OGT表达水平与线粒体迁移的变化在抑郁中的潜在作用；在此基础上,进一步探究运动对抑郁行为的改善作用是否与下丘脑OGT水平以及线粒体迁移有关。方法：本实验动物清洁级Sprague-Dawley (SD)系大鼠由上海斯莱克实验动物有限公司提供。成年健康雌性大鼠20只为亲代样本,体质量200-250g；健康雄性大鼠10只用于交配,体质量250～300g。实验前,所有动物进行为期一周的适应性单笼饲养。动物房通风良好,室温22±2℃,自然光照、自由进食和饮水。一周后开始实验,雌鼠和雄鼠按2：1比例合笼正常饲养,并于每天早晨7：00对母鼠进行阴道分泌物涂片检查,确定已孕鼠置于单笼饲养。将孕鼠随机分为注射地塞米松组和注射生理盐水组,每组10只,受孕第14天(大鼠妊娠时程21d)开始皮下注射试剂直至分娩,剂量为0.1mg/(kg.d)。分娩后,注射地塞米松大鼠所生子代随机分至安静组(DEX)和游泳运动组(DEXS);同样,注射生理盐水大鼠子代也随机分至安静组(Con)和游泳运动组(ConS),每组18只。对ConS组和DEXS组大鼠施以为期4周的运动干预,Con组和DEX组正常饲养。本研究采用的运动干预方式为：无负重自由游泳运动。游泳装置为玻璃缸(100cm × 60cm × 80cm),水深60cm,温度保持32±1℃。游泳程序分为两个阶段：适应阶段和训练阶段。第一周进行适应性游泳,第一天10min,每天增加10min,至第六天达到60min。第二周进行正式训练,每天60min,每周5天,为期4周。四周运动后,所有子代鼠接受行为学检测。行为学实验结束后断头处死提取下丘脑组织。之后进行基因、蛋白检测：RT-PCR检测下丘脑OGT、OGA、Milton、Miro、Syntabulin、AMPK和CREB的mRNA表达水平；Western Blotting检测下丘脑OGT蛋白表达水平。结果：(1)联合开场实验显示,DEX组大鼠探洞次数显著低于Con组(P0.05)；而DEXS组大鼠的探洞次数显著高于DEX组(P0.05)。悬尾实验显示,DEX组大鼠挣扎时间显著低于Con组(P0.01)；而DEXS组大鼠挣扎时间显著高于DEX组(P0.01)。糖水实验显示,DEX组大鼠的糖水消耗量显著低于Con组(P0.01),DEXS组大鼠的糖水消耗量显著高于DEX组(P0.01),而且ConS组大鼠的糖水消耗量也显著高于Con组(P0.05)。(2)与Con组大鼠相比,DEX组大鼠下丘脑OGT mRNA表达水平显著降低(P0.01),与DEX组大鼠相比,DEXS组大鼠下丘脑OGT mRNA表达水平显著升高(P0.05)。与Con组大鼠相比,DEX组大鼠下丘脑OGA mRNA表达水平显著降低(P0.01)；与DEX组大鼠相比,DEXS组大鼠下丘脑OGA mRNA表达水平显著升高(P0.01)；与Con组大鼠相比,ConS组大鼠下丘脑OGA mRNA表达水平也显著升高(P0.05)；与ConS组大鼠相比,DEXS组大鼠OGA mRNA的表达水平较低,呈非常显著差异(P0.01)。与Con组大鼠相比,DEX组大鼠下丘脑OGT蛋白表达水平显著降低(P0.01),检测结果与OGT mRNA相似；与DEX组大鼠相比,DEXS组大鼠下丘脑OGT蛋白表达水平显著升高(P0.05)；与ConS组大鼠相比,DEXS组大鼠下丘脑OGT蛋白表达水平较低,呈显著差异(P0.05)。(3)方差分析结果表明,Con、ConS、DEX、DEXS四组大鼠下丘脑Milton mRNA的表达水平不存在显著性差异。与Con组大鼠相比,DEX组大鼠下丘脑Syntabulin mRNA的表达水平显著降低(P0.01)；与DEX组大鼠相比,DEXS组大鼠下丘脑Syntabulin mRNA表达水平显著升高(P0.01)。与Con组相比,ConS、DEX、DEXS组大鼠下丘脑Miro mRNA的表达水平都显著降低(P0.01)；比较DEX组和DEXS组,大鼠下丘脑Miro mRNA的表达水平不存在显著性差异。(4)对于Con组和DEX组大鼠,下丘脑AMPK mRNA和CREB mRNA的表达水平不存在显著性差异；与Con组和DEX组大鼠相比,运动显著升高了ConS组和DEXS组大鼠下丘脑AMPK mRNA的表达水平(P0.05)。与Con组大鼠相比,运动显著升高了ConS组大鼠下丘脑CREB mRNA的表达水平(P0.01)；与DEX组大鼠相比,运动也显著升高了DEXS组大鼠下丘脑CREB mRNA的表达水平(P0.05)；与ConS组大鼠相比,DEXS组大鼠下丘脑CREB mRNA的表达水平偏低,呈现显著性差异(P0.05)。结论：(1)大鼠胎儿期接触DEX可导致成年后呈现抑郁行为,4周游泳运动能有效缓解这种抑郁行为。(2)大鼠胎儿期接触DEX影响了下丘脑OGT蛋白和基因的表达水平,而4周的游泳运动能有效调节下丘脑OGT的表达水平,表明下丘脑蛋白的糖基化水平可能介导了运动抗抑郁机制。(3)大鼠胎儿期接触DEX可能损害了线粒体的迁移及其功能,而运动能积极调节线粒体迁移及其功能。(4)大鼠胎儿期接触DEX可能影响了下丘脑的细胞代谢,而运动能积极调节细胞代谢。意义：本研究把运动抗抑郁、糖基化和线粒体迁移联系研究,有助于阐明代谢紊乱与抑郁症之间的共病机制,从而为抑郁症的药物研发和运动干预提出新的发展方向。
【关键词】：地塞米松 抑郁 运动 O-连接N-乙酰氨基葡萄糖转移酶 线粒体迁移
【学位授予单位】：华东师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：R749.4
【目录】：

• 摘要6-9
• Abstract9-13
• 一、文献综述13-23
• 1 O-连接N-乙酰氨基葡萄糖转移酶13-16
• 1.1 OGT的分子结构与基因表达13-14
• 1.2 OGT与糖基化14-15
• 1.3 OGT与妊娠应激所致抑郁行为15-16
• 2 线粒体迁移16-19
• 2.1 线粒体迁移概述16-19
• 2.2 线粒体迁移与OGT19
• 3 OGT与AMPK信号通路19-20
• 4 运动的抗抑郁作用与OGT介导的O-GLcNAc糖基化调节20-23
• 二、实验部分23-44
• 1 前言23
• 2 材料与方法23-30
• 2.1 实验动物及建模方法23-24
• 2.2 实验动物的分组与运动方案24
• 2.3 行为学评价指标24-25
• 2.4 实验动物的处死与取材25
• 2.5 主要实验试剂与仪器25-27
• 2.6 基因和蛋白指标测试27-30
• 2.7 统计方法30
• 3 实验结果30-36
• 3.1 胎儿期接触DEX和运动对大鼠抑郁行为的影响30-32
• 3.2 胎儿期接触DEX和运动对大鼠下丘脑OGT蛋白和OGT、OGAmRNA表达的影响32-33
• 3.3 胎儿期接触DEX和运动对大鼠下丘脑Milton、Miro和Syntabulin mRNA表达的影响33-35
• 3.4 胎儿期接触DEX和运动对大鼠下丘脑AMPK和CREB mRNA35-36
• 4 分析与讨论36-43
• 4.1 运动改善了胎儿期接触DEX大鼠的抑郁行为36-37
• 4.2 胎儿期接触DEX和运动可能影响大鼠下丘脑蛋白的糖基化水平37-39
• 4.3 胎儿期接触DEX和运动可能影响大鼠下丘脑线粒体迁移和功能39-42
• 4.4 胎儿期接触DEX和运动可能影响大鼠下丘脑细胞代谢42-43
• 5 结论43-44
• 三、创新与不足44-45
• 四、研究展望45-46
• 附录46-47
• 参考文献47-54
• 后记54

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