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夜间照明对斑胸草雀代谢功能及肝脏基因表达的影响

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夜间照明对斑胸草雀代谢功能及肝脏基因表达的影响

作者：尚静中央民族大学

学位级别：硕士

夜间照明已成为一种广泛存在的环境污染,对许多生物的行为、生理等方面产生负面影响。鸟类是生活在城市中直接暴露于夜间照明环境中的脊椎动物类群,夜间照明可引起鸟类的昼夜节律紊乱,进而可能导致行为和生理产生变化。代谢是生物体与... 详细信息

夜间照明已成为一种广泛存在的环境污染,对许多生物的行为、生理等方面产生负面影响。鸟类是生活在城市中直接暴露于夜间照明环境中的脊椎动物类群,夜间照明可引起鸟类的昼夜节律紊乱,进而可能导致行为和生理产生变化。代谢是生物体与外界环境不断交换物质以维持生命活动正常进行的基础,肝脏是鸟类重要的代谢器官之一,因而了解夜间照明对斑胸草雀代谢功能及肝脏基因表达的影响有助于深入了解夜间照明影响鸟类生存的机制。本研究以斑胸草雀(Taeniopygia guttata)为研究对象,在16L:8D条件下笼养适应30天,之后将其分为两组,对照组保持16L:8D照明周期,将实验组每日照明周期调整为20L:4D。分别于实验开始后第三天和第六天,检测实验组和对照组斑胸草雀肝脏的转录组以及外周血葡萄糖、甘油三酯、胰岛素、甲状腺激素(T4、T3)的浓度。主要得到以下结论:1.夜间照明处理第三天,实验组与对照组相比共有480个差异表达基因,通过转录组分析发现这些基因主要参与细胞凋亡、PPAR信号通路、MAPK信号通路、视黄醇代谢、Wnt信号通路等代谢通路;夜间照明处理第六天,共有592个差异表达基因,主要参与PPAR信号通路、脂肪酸生物合成、甘油酯代谢和铁死亡等代谢通路。2.短期夜间照明暴露使斑胸草雀肝脏脂肪合成基因PLIN2、PPARG、ALDH1A、ACSBG2、GPAM、ELOVEL2、FADS2 以及 FABP1 表达显著上调,促进脂肪分解的基因CPT1A表达显著下调,抑制脂肪分解的基因G0S2表达显著上调,表明夜间照明促进脂肪合成,抑制脂肪分解过程,增加脂肪在肝脏中的沉积,从而提高鸟类脂肪肝发生的风险。3.短期夜间照明暴露后,斑胸草雀肝脏GADD45B和PARP1表达显著下调而破坏G2/M细胞周期进程,从而降低DNA损伤后的修复能力;BCL2A1、FOS、JUN、DUSP3、MAP3K14、NTRK2、HSPB1、PLA2G4A、WNT16、CCND3、DIXDC表达显著上调激活MAPK信号通路、Wnt信号通路和细胞凋亡通路,表明短期夜间照明可使肝脏正常细胞凋亡受抑制而癌细胞周期进程被促进,从而增加癌症发生的风险。长期夜间照明暴露后,肝脏参与纤维蛋白沉积的基因FGL2和促进游离铁释放的基因NCOA4表达显著上调,表明夜间照明可能促进肝细胞死亡或导致细胞内积累过量的铁而损伤肝脏。4.与对照组第三天相比,实验组第三天斑胸草雀血液葡萄糖的浓度显著降低,表明短期夜间照明暴露使斑胸草雀个体活动时间延长而增加能量消耗,进而使血糖水平降低;与对照组第六天和实验组第三天相比,实验组第六天斑胸草雀血液葡萄糖和胰岛素的浓度显著升高,肝脏糖异生作用相关酶基因PCK1和CREB3L3表达显著升高,表明长期夜间照明暴露可启动鸟类糖异生途径以增加血液葡萄糖浓度,机体可调动胰岛素分泌以调控升高的血糖,但更长期的夜间照明暴露可能造成胰岛素敏感性降低。5.与对照组第三天相比,实验组第三天斑胸草雀血液甘油三酯的浓度显著降低,肝脏脂肪合成相关基因PPARG、PLIN2和ACSBG2表达显著上调,Dio2基因表达下调,表明短期夜间照明暴露使机体甲状腺素T4转化为T3的效率下降,甘油三酯进入肝脏促进肝脏脂质合成,增加脂肪肝形成的风险;与对照组第六天和实验组第三天相比,实验组第六天斑胸草雀血液甘油三酯的浓度显著降低,血液T3、T4的浓度显著升高,肝脏脂质分解相关基因LPL和PNPLA2表达显著上调,表明长期夜间照明暴露使鸟类能量消耗增加,机体通过分解脂肪以应对因活动时间增加而增加的能量消耗。

关键词：斑胸草雀夜间照明肝脏转录组血糖血脂胰岛素甲状腺素

雄激素对成年雄性斑胸草雀前脑高级发声中枢-弓状皮质栎核通路长时程压抑的影响

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生理学报 2017年第4期69卷 397-404页

作者：张南王松华孟玮李东风华南师范大学生命科学学院广州510631

雄激素可通过调控鸣唱控制系统改变鸣禽的鸣唱行为。本研究以成年雄性斑胸草雀为实验动物,采用在体电生理实验方法,观察雄激素对高级发声中枢(high vocal center,HVC)-弓状皮质栎核(robust nucleus of the arcopallium,RA)通路突触可塑... 详细信息

雄激素可通过调控鸣唱控制系统改变鸣禽的鸣唱行为。本研究以成年雄性斑胸草雀为实验动物,采用在体电生理实验方法,观察雄激素对高级发声中枢(high vocal center,HVC)-弓状皮质栎核(robust nucleus of the arcopallium,RA)通路突触可塑性的影响,以期阐明雄激素对成年鸣禽鸣唱稳定性维持的神经生理机制。将实验动物分为对照组、去势组与去势+埋植睾酮组,分别记录高频刺激(400 Hz,2 s)HVC后,HVC-RA通路长时程压抑(long-term depression,LTD)的变化以及双脉冲易化效应。结果显示,高频刺激HVC,在对照组可以记录到LTD现象;去势组中仅有短时程压抑(short-term depression,STD)现象;去势+埋植睾酮组中LTD现象则恢复。双脉冲易化现象在去势组不明显,而对照组和去势+埋植睾酮组易化率明显高于去势组。以上结果提示,雄激素可能通过影响成年雄性斑胸草雀HVC-RA通路的LTD水平来维持鸣曲稳定性,并对该通路的短时程突触可塑性有一定的调节作用。

关键词：斑胸草雀雄激素在体电生理长时程压抑

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斑胸草雀会胎教？

军事文摘 2020年第6期 40-43页

作者：赵序茅中国科学院动物研究所

斑胸草雀是比较常见的鸟儿,原产于澳大利亚东部、新几内亚的热带森林,中国在20世纪50年代从澳大利亚引进,目前为饲养的观赏鸟。这种鸟体长10厘米左右,身上的羽毛呈现青蓝灰色,并有较规则的白色横斑,故名斑胸草雀。鸟爸爸和鸟妈妈共同建... 详细信息

斑胸草雀是比较常见的鸟儿,原产于澳大利亚东部、新几内亚的热带森林,中国在20世纪50年代从澳大利亚引进,目前为饲养的观赏鸟。这种鸟体长10厘米左右,身上的羽毛呈现青蓝灰色,并有较规则的白色横斑,故名斑胸草雀。鸟爸爸和鸟妈妈共同建造巢穴斑胸草雀善于利用天然洞穴,或其他鸟儿废弃的洞穴营巢。巢材常用细长的草茎及树叶,比如禾本科植物柔软的花絮或果穗。

关键词：斑胸草雀

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夜间照明对斑胸草雀细胞内稳态的影响

夜间照明对斑胸草雀细胞内稳态的影响

作者：朱娜中央民族大学

学位级别：硕士

夜间照明是城市化进程加快的一个主要环境特征。夜间照明扰乱了动物体正常的昼夜节律,鸟类作为城市中生存的主要野生动物类群,作为昼行性脊椎动物,其昼夜节律与人类十分相似。夜间照明诱导鸟类的昼夜节律紊乱,进而导致行为活动和生理发... 详细信息

夜间照明是城市化进程加快的一个主要环境特征。夜间照明扰乱了动物体正常的昼夜节律,鸟类作为城市中生存的主要野生动物类群,作为昼行性脊椎动物,其昼夜节律与人类十分相似。夜间照明诱导鸟类的昼夜节律紊乱,进而导致行为活动和生理发生改变。细胞内稳态是机体存活的基本条件,也是必要条件。目前,从细胞水平,基因表达水平对夜间照明对鸟类细胞内稳态造成影响的机制尚不明确。据此本研究以斑胸草雀（Taeniopygia guttata）为例,通过比较不同光周期配比条件下斑胸草雀血细胞生物钟基因表达、细胞氧化应激水平、细胞凋亡与抗凋亡以及能量代谢水平的变化,以期为深入了解夜间照明对鸟类细胞内稳态造成的影响提供科学依据。本文主要得到以下结论:1.不同光周期配比条件影响斑胸草雀血细胞生物钟基因表达。光照时间越长,生物钟基因Clock、Bmal-1和Per-2相对表达水平越高,表明夜间照明导致鸟类生物钟基因表达发生变化,进而可能导致鸟类行为活动的变化,对鸟类的健康产生负面影响。2.不同光周期配比条件影响斑胸草雀血细胞氧化应激水平。随着光照时长的增加,过氧化氢酶（CAT）、超氧化物歧化酶（SOD）和谷胱甘肽过氧化物酶（GPx）酶活力提高,抗氧化能力提升,表明夜间照明导致斑胸草雀氧化应激增加,改变了其氧化状态,导致鸟类细胞内稳态紊乱。3.不同光周期配比条件影响斑胸草雀血细胞凋亡与抗凋亡的平衡。随着光照时长的增加,斑胸草雀通过持续高表达Bcl-2、HSP70和HSP90基因,抑制Caspase-3的表达,表明夜间照明导致斑胸草雀血细胞凋亡与抗凋亡失衡,不利于鸟类细胞的内稳态。4.不同光周期配比条件影响斑胸草雀血细胞能量代谢。随着光照时长的增加,斑胸草雀血细胞高表达能量代谢调节基因AMPKα和SIRT-1,为机体提供足够的ATP,抑制PFK的过表达,表明夜间照明导致鸟类能量代谢调节基因表达的变化,进而导致鸟类血细胞处于高氧化分解状态,因而破坏细胞的内稳态。

关键词：夜间照明斑胸草雀血细胞内稳态生物钟基因氧化应激细胞凋亡能量代谢

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斑胸草雀学唱歌

家教世界 2020年第1期 44-45页

作者：赵早早

"我去上学校,天天不迟到……小鸟说早早早,你为什么背上小书包……"我们从两三岁开始,就背着小小的书包,唱着耳熟能详的儿歌去上学。那时候你是不是也哭着鼻子不愿去上学,还觉得树上天天无忧无虑"唱歌"的鸟儿更加幸福呢?但是你知道吗?... 详细信息

"我去上学校,天天不迟到……小鸟说早早早,你为什么背上小书包……"我们从两三岁开始,就背着小小的书包,唱着耳熟能详的儿歌去上学。那时候你是不是也哭着鼻子不愿去上学,还觉得树上天天无忧无虑"唱歌"的鸟儿更加幸福呢?但是你知道吗?其实鸟儿也不是生来就会唱歌,它们也要经过辛苦的学习呢!鸟的学习行为鸟儿为什么要学唱歌?专

关键词：斑胸草雀 HVC

去势对成年雄性斑胸草雀HVC神经元电生理特性的影响

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华南师范大学学报（自然科学版） 2019年第1期51卷 69-74页

作者：周文丽许小冰李东风华南师范大学生命科学学院学院广州510631

运用全细胞膜片钳记录法,在离体细胞水平研究了去势引起的雄激素水平降低对HVC不同神经元电生理特性的影响.研究结果显示:去势组与对照组相比,投射神经元HVCRA膜时间常数明显下降(df=38,P<0.01),输入电阻降低(df=35,P<0.01),动作电位后... 详细信息

运用全细胞膜片钳记录法,在离体细胞水平研究了去势引起的雄激素水平降低对HVC不同神经元电生理特性的影响.研究结果显示:去势组与对照组相比,投射神经元HVCRA膜时间常数明显下降(df=38,P<0.01),输入电阻降低(df=35,P<0.01),动作电位后超极化幅值(df=43,P<0.05)及达到峰值时间(df=43,P<0.01)延长.投射神经元HVCx的相关指标变化情况与HVCRA神经元大致类似,差异表现在去势后投射神经元HVCX动作电位延时显著增加(df=55,P<0.01),显示雄激素可以提高2类投射神经元的兴奋性.研究结果表明:雄激素可以在一定程度上提高HVC神经元的兴奋性,雄激素可通过增强HVC对发声运动通路(Vocal Motor Pathway,VMP)的控制,抑制前端脑通路(Anterior Forebrain Pathway,AFP)来实现维持鸣曲的稳定.

关键词：去势 HVC 神经元电生理特性斑胸草雀

离子型谷氨酸受体AMPA亚型GluR2在成年斑胸草雀鸣唱系统的分布

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北京师范大学学报（自然科学版） 2015年第2期51卷 148-153页

作者：刘武林孙颖郁张信文海南师范大学生命科学学院海南海口571158 北京师范大学生命科学学院北京100875

主要采用DAB免疫组织化学方法对离子型谷氨酸受体AMPA亚型GluR2在成年雄性斑胸草雀(Taeniopygia guttata)鸣唱系统的分布进行了研究.结果显示:1)端脑高级发声中枢HVC(proper name)中,GluR2表达丰富,并主要分布于胞体部位;在HVC投射至弓... 详细信息

主要采用DAB免疫组织化学方法对离子型谷氨酸受体AMPA亚型GluR2在成年雄性斑胸草雀(Taeniopygia guttata)鸣唱系统的分布进行了研究.结果显示:1)端脑高级发声中枢HVC(proper name)中,GluR2表达丰富,并主要分布于胞体部位;在HVC投射至弓状皮质栎核(robust nucleus of the arcopallium,RA)的路径上,有大量的GluR2阳性细胞分布,并有少量阳性纤维分布;2)RA中,呈密集的GluR2阳性胞体标记;3)前脑基底神经节X区(Area X)中,有少量阳性胞体标记;4)中脑腹侧被盖区(ventral tegmental area,VTA)、黑质致密部(substantia nigra compacta,SNc)存在大量的阳性胞体标记.本实验结果表明GluR2可能参与了鸣唱运动的调控和维持.

关键词： GluR2 斑胸草雀鸣唱控制系统

速激肽1型受体(NK1R)在斑胸草雀脑干鸣唱控制相关核团及部分听觉核团内的分布

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北京师范大学学报（自然科学版） 2014年第4期50卷 390-396页

作者：黄丽徐程张信文孙颖郁海南师范大学生命科学学院海口571158 浙江大学生命科学学院杭州310058 北京师范大学生命科学学院北京100875

采用免疫组织化学的方法研究了速激肽1型受体(NK1R)在斑胸草雀脑干发声控制核团和部分听觉中枢内的分布及阳性标记特征.结果显示,NK1R广泛分布于斑胸草雀发声控制核团和部分听觉中枢内;1)发声控制相关核团:中脑丘间复合体背内侧核(DM)... 详细信息

采用免疫组织化学的方法研究了速激肽1型受体(NK1R)在斑胸草雀脑干发声控制核团和部分听觉中枢内的分布及阳性标记特征.结果显示,NK1R广泛分布于斑胸草雀发声控制核团和部分听觉中枢内;1)发声控制相关核团:中脑丘间复合体背内侧核(DM)有大量的NK1R免疫阳性胞体标记,极少出现纤维;中脑腹侧被盖区(VTA)、黑质致密部(SNc)及周围脑区有大量的NK1R阳性胞体和NK1R免疫阳性纤维分布;2)听觉中枢:中脑背外侧核(MLd)和耳蜗核前庭外侧核(NM)有密集的胞体标记;而耳蜗核层状核(NL)及角核(NA)有少量NK1R阳性胞体分散分布,且角核可见大量密集深染纤维.本实验结果提示NK1R可能在鸣禽的发声控制及听觉中枢内具有重要的生理功能.

关键词：速激肽1型受体鸣唱控制听觉斑胸草雀鸣禽

速激肽1型受体(NK1R)在斑胸草雀端脑发声核团的分布

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北京师范大学学报（自然科学版） 2014年第4期50卷 397-401页

作者：林春黄丽孙颖郁张信文海南师范大学生命科学学院海口571158 北京师范大学生命科学学院北京100875

应用免疫组织化学的方法,对斑胸草雀端脑发声控制核团内速激肽1型受体(NK1R)的表达进行初步研究.结果显示,NK1R在高级发声中枢(HVC,proper name)、巢皮质巨细胞核外侧部(lateral magnocellular nucleus of the anterior nidopallium,LM... 详细信息

应用免疫组织化学的方法,对斑胸草雀端脑发声控制核团内速激肽1型受体(NK1R)的表达进行初步研究.结果显示,NK1R在高级发声中枢(HVC,proper name)、巢皮质巨细胞核外侧部(lateral magnocellular nucleus of the anterior nidopallium,LMAN)和弓状皮质栎核(robust nucleus of the arcopallium,RA)均有大量的免疫阳性标记,但前脑基底神经节X区(Area X)仅有少量的表达,X区内的P物质和NK1R分布密度具有不一致性.结果表明:NK1R广泛分布于斑胸草雀发声控制核团中.提示NK1R可能参与鸣唱学习相关的重要生理过程.

关键词：速激肽1型受体 P物质鸣唱控制核团斑胸草雀