ACTH对断奶母猪氧化应激水平以及糖皮质激素下游基因表达的影响

作     者：翁茜楠 

作者单位：南京农业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：刘红林

授予年度：2017年

学科分类：0905[农学-畜牧学] 09[农学] 090501[农学-动物遗传育种与繁殖] 

主      题：ACTH HPA轴 氧化应激 Fkbp5 甲基化 断奶母猪 

摘      要：在动物体内下丘脑-垂体-肾上腺皮质(HPA)轴在动物应激反应中起到关键的作用,其不仅能够调节生理平衡,也在缓解环境压力和适应性反应中扮演重要角色。环境应激与动物有机体氧化应激的关联已有大量研究报道,在体内外的各种应激往往能导致生物有机体组织、细胞中氧自由基升高,引起氧化应激;氧化损伤被认为是各种应激因素影响动物机能的共同途径之一。然而,人为采用HPA轴激素激活HPA轴,其对动物体氧化应激的影响缺少研究报道。课题组前期为了研究HPA轴对断奶母猪发情排卵的影响,在母猪断奶后连续七天注射ACTH,成功建立了母猪HPA轴激活模型。本研究以上述模型母猪为研究对象,探讨了 ACTH处理对母猪氧化应激以及糖皮质激素下游基因表达的影响。主要研究结果如下:1.注射ACTH能够激活断奶母猪HPA轴在苏淮母猪断奶当天安装颈静脉瘘管,断奶后第二天开始注射ACTH,连续七天,每天注射3次(间隔8 h)。血浆中皮质醇水平测定结果表明,注射ACTH后断奶母猪皮质醇显著升高。这表明,注射ACTH后HPA轴激活。***轴激活引发断奶母猪氧化应激在ACTH处理七天后收集血液和卵巢样本,检测发现:外源注射ACTH能够引起血液中丙二醛(MDA)水平的增加。然而,血液中谷胱甘肽(GSH)水平降低,总抗氧化能力(T-AOC)下降。进一步地,苏淮母猪血液和卵巢的抗氧化酶(包括SOD、GSH-Px、CAT)活性在ACTH处理后都显著下降;并且抗氧化酶基因(SOD,CAT和GPX)的mRNA表达水平在卵巢和血液中也是显著下调。这些结果表明HPA轴的激活能够引起苏淮母猪发生氧化应激。***轴激活上调糖皮质激素下游基因表达水平qRT-PCR检测发现,ACTH激活HPA轴可以上调血液中糖皮质激素下游基因(CXCR4,DUSP1,IL7R,TXNIP及Fkbp5)的mRNA表达。Fkbp5是糖皮质激素下游基因,但同时又能与糖皮质激素受体结合,下调其对糖皮质激素的敏感性。研究发现,HPA轴激活能够使卵巢中Fkbp5的表达水平显著升高。然而,在其他组织中,Fkbp5基因的表达水平并没有明显的变化。进一步研究发现,卵巢和血液中Fkbp5的蛋白水平在ACTH处理后也是显著上调的。***轴激活能够使Fkbp5 GRE区域去甲基化试验分析了Fkbp5基因GRE周围GpG位点的甲基化水平。结果观察到,不论是在血液还是卵巢中,第1内含子的第26个CpG位点的甲基化水平均显著降低。而第第1内含子的第28个CpG位点只有在血液中的甲基化水平显著降低。不论是在血液还是卵巢中,第2内含子的第13个CpG位点的甲基化水平均显著降低。而在第1、4个CpG位点只有血液中的甲基化水平显著降低。不论是在血液还是卵巢中,第6内含子中的第2、4个CpG位点在血液和卵巢中的甲基化水平均显著降低。在第8内含子中,第3、4个CpG位点血液中的甲基化水平显著降低。这些结果提示HPA轴激活诱导了Fkbp 基因相关区域DNA去甲基化从而上调它的转录,并且上调的Fkbp5可能通过降低配体结合而改变糖皮质激素受体功能。综上所述,ACTH激活HPA轴能够导致断奶母猪氧化应激水平的显著上升,并且HPA轴激活后血液中部分糖皮质激素下游基因的表达显著上调;进一步地,伴随血液和卵巢Fkbp5基因mRNA丰度的上升,其部分造成DNA甲基化水平出现显著降低。本研究明确了 ACTH对母猪氧化应激及糖皮质激素下游基因表达的影响,为避免断奶母猪发生氧化应激、提高断奶母猪的繁殖力提供了基础资料。