CRFR1介导低氧诱导前额叶皮层IGFs和IGFBPs表达的调节

【摘要】背景和目的胰岛素样生长因子(Insulin-likegrowthfactors,IGFs)家族包括IGF-Ⅰ,IGF-Ⅱ,Ⅰ型、Ⅱ型胰岛素样生长因子受体,胰岛素受体(IR)以及6个与IGF高度亲和力的胰岛素样生长因子结合蛋白(IGFBP1-6),以及最近发现的IGFBP7,又称之为IGFBP-rP。还包括一些能够水解IGFBPs的蛋白酶类。IGF-Ⅰ和IGF-Ⅱ是多肽类的神经营养因子,二者具有很强的神经保护作用,能抵抗细胞凋亡引起的损伤,减轻缺氧缺血对脑组织的损伤。胰岛素样生长因子结合蛋白1-6(Insulin-likegrowthfactorbindingprotein1-6,IGFBP1-6)具有高度同源性,与IGF有高度亲和力。其N端结构域的保守序列有利于IGF的结合,C端除了参与IGF的结合外,还与IGFBPs的独立作用有关。IGFBPs的生物学效应的发挥还受到翻译后修饰的影响,例如糖基化修饰、磷酸化修饰等。CRF是促肾上腺激素皮质释放激素的简称,是由下丘脑产生并分泌的一种重要神经肽,最早在羊的下丘脑中分离得到。CRF在调节机体下丘脑-垂体-肾上腺轴(hypothalamic-pituitary-adrenalaxis,HPA)的功能中起重要作用。研究报道CRF主要在中枢神经系统中合成,外周的CRF可能是由神经细胞通过轴突运输至末端得到的。本实验利用低压低氧舱模拟5km低氧环境,研究大鼠暴露于急性低氧(8h和24h)和慢性低氧(5d、10d和15d)后前额叶皮层IGF家族基因表达变化,目的是探讨急性低氧和慢性低氧对IGFs家族基因表达和蛋白的影响。并利用人神经母细胞瘤细胞系(IMR32)和大鼠原代前额叶皮层神经元,进一步研究低氧激活的CRF对IGFs和IGFBPs基因表达的可能调节机制。实验设计和方法整体实验：大鼠暴露于低氧舱模拟的低氧,研究急性低氧和慢性连续低氧对前额叶皮层IGF家族的表达影响。急性低氧5km(≈10.8%O2atsealevel,54.02kPa)暴露分为8h和24h两个时间点；慢性连续低氧5km暴露分为5d,10d和15d三个时间点。实验动物分组为：对照组和不同时间低氧暴露组。细胞实验：利用人神经母细胞瘤(1MR-32)细胞系和原代大鼠前额叶皮层神经元,研究低氧激活的CRF通过与CRFR1结合,激活PKA信号通路,是否参与调节细胞中IGFs和IGFBPs的基因表达。实验分组为：对照组,CRF组(0.1nM,1nM和10nM),CRFR1拮抗剂组和PKA拮抗剂组。利用CRFR1拮抗剂,PKA拮抗剂,研究CRF是否参与急慢性低氧下调节IGFs和IGFBPs的基因表达。采用荧光实时定量PCR法检测IGFs和IGFBPs各成员基因表达,用ELISA方法检测血清和组织中的IGF-Ⅰ蛋白水平变化,用Western-blot方法检测IGFBP1的蛋白表达。实验结果1.低氧改变大鼠前额叶皮层IGFⅠ和Ⅱ基因表达。急性低氧5km8h显著升高了大鼠前额叶皮层IGF-ⅠmRNA的表达,但24h时,表达明显降低。低氧24h下调了IGF-ⅡmRNA的表达。慢性低氧5d时,大鼠前额叶皮层IGF-Ⅰ和IGF-ⅡmRNA表达下降,但10d和15d时,IGF-I和IGF-IImRNA的表达恢复到正常对照水平。2.低氧上调大鼠前额叶皮层IGF-1R基因表达。急性低氧5km8h时,大鼠前额叶皮层IGF-1RmRNA表达显著升高；但低氧24h时,IGF-1RmRNA的表达显著下降。IGFBP1的基因表达在5km急性低氧8h时显著升高,24h时显著降低。慢性低氧5km5d显著降低了大鼠前额叶皮层IGF-1RmRNA的表达,10d时IGF-1RmRNA的表达和对照相比无明显差异,但慢性低氧15d时其表达显著升高。慢性低氧5km5d时,IGFBP1mRNA表达显著降低,10d和15d时其表达均恢复到对照水平。3.急性低氧和慢性低氧对IGFBP2-6mRNA的表达没有明显影响。急性低氧8h时,IGFBP4和IGFBP6都有显著升高,其他结合蛋白基因表达量与对照组相比显著下降。在急性低氧24h时,除了IGFBP5,其他结合蛋白与对照组相比基因水平都显著下调。慢性低氧5d时,IGFBP2和IGFBP-3的mRNA表达显著下降,而IGFBP4,IGFBP5和IGFBP6的基因表达与对照组相比均无显著性差异。慢性低氧15d时,IGFBP3的基因表达显著上升,IGFBP2,-4,-5,-6的基因表达与对照组相比无显著性差异。4.低氧上调前额叶皮层和血清IGF-Ⅰ水平。慢性低氧5d时,血清IGF-Ⅰ水平显著升高。急性低氧8h前额叶皮层IGF-Ⅰ蛋白表达量显著升高。5.低氧上调前额叶皮层IGFBP1的蛋白表达。急性低氧8h,24h和5d时,前额叶皮层IGFBP1的蛋白表达均明显升高。6.1nMCRF可以增加原代培养的前额叶皮层神经元cAMP水平,CRFR1拮抗剂可以阻断CRF诱导的cAMP的增加。7.CRF显著升高IMR32细胞系IGF-I和IGF-1R的mRNA表达,CRFR1拮抗剂可以阻断IGF-1R的mRNA的表达。小结急性和慢性连续低氧对大鼠前额叶皮层中IGF-Ⅰ,IGF-Ⅱ,IGF-1R和IGFBP1-6mRNA的表达表现出不同的调节模式。急性低氧IGF-I和IGFBP1mRNA表达显著升高。而在慢性连续低氧IGF-I和IGFBP1mRNA表达回复到对照水平,但IGF-1R的表达仍然保持较高水平。急性和慢性低氧升高IGFBP1蛋白表达。CRF通过与CRFR1结合,激活下游cAMP/PKA信号通路,从而调节IGF-I,IGF-II,IGF-1R和IGFBP1的mRNA的表达。
【作者】祖胡月；
【导师】杜继曾；陈学群；
【作者基本信息】浙江大学，生理学，2014，硕士
【关键词】低氧；大鼠；前额叶皮层；IGFs；IGFBPs；CRF；CRFR1；

【参考文献】
[1]白文吉.xk2120数控机床动力学建模与分析[D].东北大学,机械设计及理论,2010,硕士.
[2]肖友.面向大规模上下文流处理框架的研究与实现[D].国防科学技术大学,软件工程,2012,硕士.
[3]成怡,金海林,樊冬雪.四轴飞行器视觉组合导航系统设计与实现[J].计算机测量与控制,2014,11:3705-3707+3711.
[4]刘晓奇.混凝土面板堆石坝挤压式边墙施工技术[D].西安理工大学,水利工程,2003,硕士.
[5]会国涛,王迎春,张化光.具有随机时延的网络控制系统周期反馈控制[J].控制与决策,2013,05:706-710.
[6]王金芝.基于显微共焦拉曼谱的原油指纹特征研究[D].大连海事大学,环境科学与工程,2013,硕士.
[7]刘旦.试论学者型音乐教师的培养[D].湖南师范大学,学科教学（专业学位）,2014,硕士.
[8]董阳.华兹华斯在20世纪中国译介与接受史分析[D].上海外国语大学,英语语言文学,2012,硕士.
[9]夏曦.脑力负荷下人因失误的实验研究[D].西南交通大学,管理科学与工程,2013,硕士.
[10]谷志锋,朱长青,邵天章.分布式多输入系统的自律鲁棒自适应分散控制[J].控制与决策,2014,09:1545-1552.
[11]朱磊.基于线阵CCD相机的轨道图像采集系统设计[D].南昌大学,精密仪器及机械,2014,硕士.
[12]吴红梅.日本民事诉前证据收集制度研究[D].西南政法大学,诉讼法（专业学位）,2012,硕士.
[13]宁斐章,赵惠哲.束参数及真空度对电子束形状的影响[J].焊接学报.1987(03)
[14]贾普友,薄采颖,胡立红,张猛,周永红.生物甘油基和蓖麻油基聚酯增塑剂的研究与应用进展[J].高分子材料科学与工程.
[15]徐庆元.基于SWOT分析的平乐县政府促进县域经济转型升级的战略研究[D].广西师范大学,公共管理（专业学位）,2013,硕士.
[16]黄河.新产品[J].太阳能,2010,08:43.
[17]赵娜乐.基于物理属性的城市快速路交通流特征参数模型[D].北京交通大学,2010.
[18]李永新.湖南宁远县中和平话的语音研究[D].湖南师范大学,汉语言文字学,2004,硕士.
[19]黄冬晨.秦艽中多种活性组分的多维二阶校正同时定量分析方法研究[D].中南民族大学,药物化学,2013,硕士.
[20]黄萌萌.澳大利亚行业、高等职业教育、大学三维衔接研究[D].华中师范大学,比较教育学,2014,硕士.
[21]罗亚非,王海峰,范小阳.研发创新绩效评价的国际比较研究[J].数量经济技术经济研究,2010,03:28-41.
[22]窦长揆.砌体结构底层局部框架砖房抗震性能概念及试验分析[J].建筑技术.1997(12)
[23]商富咸.无碴轨道信号轨道电路传输问题的探讨[J].中国铁路.2005(05)
[24]王沈楠.中国公务员培训制度研究[D].辽宁大学,中外政治制度,2012,硕士.
[25]莫巨华,黄敏,王兴伟.基于模糊控制的拉式策略在装配生产控制中的应用[J].自动化学报,2011,01:118-123.
[26]温皓.隐名投资人的法律问题研究[D].河北大学,法律（专业学位）,2014,硕士.
[27]刘爱君.基于遗传算法的连续系统辨识[D].华北电力大学（河北）,控制理论与控制工程,2004,硕士.
[28]张波.涡流和温度对永磁机构特性影响的研究[D].沈阳工业大学,电力电子与电力传动,2013,硕士.
[29]梁杰慧.松醇油降解菌分离鉴定及其降解特性研究[D].广东工业大学,环境工程,2012,硕士.
[30]赵连静.螺旋型抗菌肽的疏水性对抗细菌与抗真菌活性的影响比较[D].吉林大学,生物化学与分子生物学,2013,硕士.
[31]李思思.AcMNPV敏感宿主Spodoptera frugiperda若干免疫及表观遗传相关基因的研究[D].复旦大学,微生物学,2012,博士.
[32]余成龙.四川苦苣菜属、母草属、绿绒蒿属及蓟属药用植物的紫外光谱研究[D].西南交通大学,生药学,2014,硕士.
[33]何道洪.盛世才主政时期新疆林业研究[D].新疆大学,专门史,2013,硕士.
[34]郭居上.温度场中复合材料板与铝合金板钉接结构内应力研究[D].哈尔滨工业大学,固体力学,2013,硕士.
[35]叶敏.酰化表没食子儿茶酚没食子酸酯抗癌和降糖活性研究[D].西南大学,药物分析,2013,硕士.
[36]李旭.西南铁路货运物流化战略定位与物流产品规划[D].西南交通大学,交通运输工程,2013,硕士.
[37]黄健,唐学玺,王仁卿,李永祺.蒽对3种海洋微藻致毒效应的研究[J].植物生态学报,2000,06:736-738.
[38]陈秋月.蒸汽驱模拟装置改造及注化学剂调驱实验研究[D].东北石油大学,油气田开发工程,2013,硕士.
[39]刘晓武.基于MEMS陀螺仪的三维姿态传感器的设计[D].西安工业大学,机械制造及其自动化,2014,硕士.
[40]祝静文.教师领导力作用机制研究[D].华东师范大学,教育经济与管理,2013,硕士.
[41]刘敏.以互文性理论探析《圣经》对施玮小说创作的影响[D].内蒙古大学,比较文学与世界文学,2014,硕士.
[42]鄢凡.pp碰撞产生大横动量强子的次领头阶pQCD分析[D].华中师范大学,理论物理,2013,硕士.
[43]叶春江.黄河宁蒙河段河道整治的实践与研究[D].西安理工大学,水利工程,2003,硕士.
[44]王淼.高校学生信息管理系统的分析与设计[D].厦门大学,软件工程,2014,硕士.
[45]张凌.全球化环境下面对英语“入侵”的法语推广和保护研究[D].首都师范大学,法语语言文学,2013,硕士.
[46]马芳琴.授权教育在血液透析患者自我管理中的应用研究[D].苏州大学,护理学,2014,硕士.
[47]郭自豪.一种适合营级以下单位使用的AES算法的FPGA实现[D].西安电子科技大学,计算机应用技术,2012,硕士.
[48]王颖超.不同情境下强制联想法对创造性产出影响的实验研究[D].苏州大学,应用心理学,2013,硕士.
[49]王勇斌.证券公司交易系统“同质性”故障的研究[D].复旦大学,计算机技术,2012,硕士.
[50]梁长生.LMP-1基因慢病毒重组体对大鼠骨髓间充质干细胞的增殖影响及其表达[D].山西医科大学,骨外科学,2013,硕士.