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色氨酸途径中吲哚胺2，3-双加氧酶在肝衰竭并发肝性脑病中的作用

色氨酸途径中吲哚胺2，3-双加氧酶在肝衰竭并发肝性脑病中的作用

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作者：梁安南昌大学

学位级别：硕士

研究背景:肝衰竭并发肝性脑病(HE)时存在严重代谢紊乱,死亡率极高,目前对这种复杂代谢紊乱机制尚不明确。既往研究表明肝衰竭患者呼出气体中色氨酸重要代谢产物N甲基衍生物显著升高,且色氨酸-犬尿氨酸代谢通路与脑功能代谢异常相关,但... 详细信息

研究背景:肝衰竭并发肝性脑病(HE)时存在严重代谢紊乱,死亡率极高,目前对这种复杂代谢紊乱机制尚不明确。既往研究表明肝衰竭患者呼出气体中色氨酸重要代谢产物N甲基衍生物显著升高,且色氨酸-犬尿氨酸代谢通路与脑功能代谢异常相关,但目前并未阐明其在肝衰竭并发肝性脑病中的作用及关键调节位点。目的:通过临床病例、动物实验,分析色氨酸-犬尿氨酸代谢通路上下游相关分子及关键限速酶吲哚胺2,3-双加氧酶1(IDO1)的变化,阐明色氨酸-犬尿氨酸代谢通路在肝衰竭并发肝性脑病中的作用机制。研究结果将为肝衰竭并发肝性脑病的早期诊治提供新思路。方法:1.人体体外试验选取2021年12月-2022年4月就诊于南昌大学第一附属医院感染科的肝衰竭伴肝性脑病患者30例,肝衰竭不伴肝性脑病患者30例,同时选取同期就诊于我院体检中心的健康者30例。采集研究对象血液,采用高效液相色谱法(HPLC)技术检测色氨酸代谢通路中关键分子——色氨酸(TRP)、犬尿氨酸(KYN)、犬尿喹啉酸(KYNA)、5-羟色胺(5-HT)的含量,分析患者色氨酸代谢的变化及原因。2.动物实验采用6周龄C57BL/6雄性小鼠,根据实验设计,按照随机分组法的原则,将实验动物分为6组:健康对照组9只,肝衰竭组9只,肝衰竭合并肝性脑病组9只,健康对照+IDO1抑制剂组9只,肝衰竭+IDO1抑制剂组9只;肝衰竭合并肝性脑病+IDO1抑制剂组9只。采用脂多糖/D-氨基半乳糖(LPS/D-Gal N)构建肝衰竭动物模型。采用硫代乙酰胺(TAA)制备肝衰竭合并肝性脑病模型。采用IDO1抑制剂1-甲基色氨酸(1-MT)分别处理上述小鼠。检测各组小鼠血清丙氨酸氨基转移酶(ALT)、天门冬氨酸氨基转移酶(AST)、血氨水平;苏木精-伊红(H&E)染色观察肝脏组织病理学、RT-q PCR检测肝脏炎症因子[白细胞介素-6(IL-6)、肿瘤坏死因子(TNF-α)]、IDO1转录水平,Western-blot、免疫组化检测肝组织IDO1表达情况,明确IDO1在肝衰竭、肝性脑病疾病模型中的表达及IDO1抑制对肝衰竭、肝性脑病进展的影响。结果:***色谱检测表明,肝衰竭组与肝性脑病组5-HT含量较健康对照组下降(P色氨酸代谢紊乱,5-羟色胺(5-HT)代谢途径减弱,犬尿氨酸(KYN)代谢途径加强,IDO1活性(KYN/TRP)增强;肝衰竭与肝性脑病小鼠IDO1表达水平也明显升高,可能引起色氨酸-犬尿氨酸代谢途径加强从而推动肝衰竭与肝性脑病进展。***1抑制剂1-MT可减轻肝衰竭与肝性脑病小鼠血清转氨酶、肝脏病理损伤、肝脏促炎因子水平。提示IDO1——色氨酸沿犬尿氨酸途径代谢的唯一限速酶抑制后,减轻了肝衰竭与肝性脑病疾病进展。这些结果为未来肝衰竭或肝性脑病的临床治疗提供了新的见解。

关键词：肝衰竭肝性脑病色氨酸途径吲哚胺2,3-双加氧酶 1-甲基色氨酸

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血清素与褪黑素对镉胁迫下甘蓝型油菜的生理调控作用

血清素与褪黑素对镉胁迫下甘蓝型油菜的生理调控作用

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作者：方柔懿浙江大学

学位级别：硕士

血清素(Serotonin,Ser)是一种吲哚胺类化合物,广泛存在于植物中,这种化合物作为一种新型植物生长调节剂(PGR),它在重金属胁迫中的潜在用途及作用机制值得探索。本论文旨在探索血清素在镉胁迫下对甘蓝型油菜生长发育的改良作用,并将之与... 详细信息

血清素(Serotonin,Ser)是一种吲哚胺类化合物,广泛存在于植物中,这种化合物作为一种新型植物生长调节剂(PGR),它在重金属胁迫中的潜在用途及作用机制值得探索。本论文旨在探索血清素在镉胁迫下对甘蓝型油菜生长发育的改良作用,并将之与褪黑素(Melatonin,MLT)作比较,了解两种密切相关的色氨酸衍生物在植物抵抗逆境胁迫过程中起到的作用,以便明确血清素及褪黑素在镉逆境中的调控作用。取得的主要研究结果如下:1、在镉胁迫条件下,与褪黑素相比,血清素对植物生长更具促进作用,能显著增加根系生物量,并更有利于植株生长。而褪黑素比血清素能更好地维持光合作用。血清素对镉胁迫的改善作用更依赖于一种微调的抗氧化酶机制,以及碳水化合物和巯基化合物的显著积累。同时,在镉胁迫植株上施用血清素能诱导叶片中磷和锰的积累,而褪黑素则对植物中维持镁和铜的稳定有积极作用。2、这两种生长调节剂对油菜植株中镉累积状况存在差异影响,血清素在限制根对镉的吸收及其向地上部的转移方面效率较低。RT-q PCR结果显示,在镉胁迫的植物中应用血清素后,参与调控镉吸收的基因IRT1;1显著上调。然而,血清素和褪黑素在一定程度上均能抑制木质部中与镉运输相关基因HMA2和HMA4表达。血清素相较于褪黑素能更显著地把镉固定在植株叶片的细胞壁中。然而,这种作用所起到的效果并没达到预期,仍有较多的镉侵入叶片细胞可溶性部分。3、通过测定植物的氨基酸谱和色氨酸通路的衍生化合物,更深入地研究了血清素的作用机理,并区别其与褪黑素在镉逆境中的作用。对于镉胁迫植株,血清素和褪黑素对其体内氨基酸的调控总体趋势相似,血清素处理后其在根部所起效果显著,褪黑素则更显著地作用于叶片,且二者在异亮氨酸及脯氨酸的调控上存在差异。此外,与褪黑素不同的是,外源血清素(0.5μM)不会导致内源血清素浓度增加,且血清素容易代谢成黄嘌呤酸、褪黑素和5-羟基吲哚乙酸等物质以缓解镉对植株的毒害。该结果表明相比褪黑素,血清素倾向于间接地缓解镉胁迫。上述结果表明,血清素能提高甘蓝型油菜对镉胁迫的抗性;同时,本研究结果还表明血清素和褪黑素在缓解镉对油菜植株的毒害作用有着一定的相似性和特异性。

关键词：甘蓝型油菜镉胁迫血清素褪黑素色氨酸途径抗氧化酶基因表达

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