熱應激條件下SD大鼠生理生化指標變化分析及轉(zhuǎn)錄組水平差異表達基因篩選.pdf

1、熱應激不僅嚴重的威脅人類的生存，而且也嚴重制約受到熱應激影響區(qū)域的畜牧業(yè)，尤其是奶業(yè)的發(fā)展。以熱應激反應特征指標變化規(guī)律為出發(fā)點，挖掘熱應激反應關(guān)聯(lián)基因，深入探求動物機體熱應激調(diào)節(jié)機制，并及時制定適合實際生產(chǎn)的行之有效的抗熱應激管理策略和選種策略，對減輕動物熱應激損傷、減少熱應激造成的經(jīng)濟損失意義深遠。因直接以奶牛為研究對象存在試驗條件不可控、個體遺傳背景差異大及成本高等缺點，本研究目的在于以SD大鼠為熱應激反應模式動物，獲得在可控的熱

2、應激條件下，熱應激反應相關(guān)生理、生化指標及轉(zhuǎn)錄組水平基因差異表達的變化規(guī)律，篩選熱應激敏感生化指標、敏感基因，獲得參與熱應激調(diào)節(jié)的重要生理、應激應答通路，探索熱應激條件下機體的調(diào)節(jié)機制，為奶牛熱應激相關(guān)研究奠定基礎。
　　本研究選用28只體重約180-210g雌性8周齡SD大鼠作為研究對象，隨機分配到熱應激組（HS組）(42℃、Relative humidity(RH)50％)及對照組（NC組）(25℃、RH50％)。對大鼠進行不

3、同時間長度的熱應激處理(HS30min、HS60min、HS120min)，分別檢測大鼠血液、肝臟、腎上腺、腿肌等組織相關(guān)生化指標含量變化;選取熱應激組HS120min處理及NC組SD大鼠的血液、肝臟和腎上腺組織進行轉(zhuǎn)錄組測序篩選差異表達基因。
　　研究結(jié)果表明:1）環(huán)境溫度為42℃、RH50％條件下，SD大鼠出現(xiàn)嚴重熱應激，但無致死現(xiàn)象發(fā)生。42℃條件下分別HS30min、HS60min及HS120min時，大鼠體溫由37.13

4、℃度極顯著上升至39.70℃、39.63℃及40.48℃，隨后，體溫呈持續(xù)高溫狀態(tài);2）42℃、RH50％的熱應激情況下，應激HS120min時腿肌組織皮質(zhì)酮(CORT)含量極顯著高于NC組、HS30min組及HS60min組，腎上腺組織CORT含量顯著高于NC組，而肺臟、心臟、腎臟、胃臟四個組織中CORT含量隨應激時間延長呈現(xiàn)極顯著下降趨勢;隨著熱應激時間延長，腿肌組織多巴胺(DA)含量逐漸上升，至HS120min時DA含量極顯著高于

5、NC組水平。對HS120min時血液和腿肌組織生化指標熱敏感性分析發(fā)現(xiàn)，GH(Growth hormone)是血液中對熱刺激最為敏感的生化指標，CORT是腿肌組織中最為敏感的熱應激生化指標。3）分別篩選到血液、肝臟及腎上腺組織差異表達基因98、3551和4484個，針對三個組織差異表達基因進行GO和通路分析結(jié)果顯示，主要富集在細胞代謝、DNA和蛋白損傷修復及應激應答等功能，富集的通路主要為晝夜節(jié)律變化、固醇類激素合成通路、MAPK信號通

6、路和PPAR信號通路及抗原加工呈遞通路。
　　本研究獲得的熱敏感生化指標以及熱應激條件下組織差異表達基因等結(jié)果，揭示了熱應激條件下，體溫升高為大鼠最為直觀的生理表現(xiàn)，為維持穩(wěn)態(tài)，HPA軸被激活，相關(guān)激素和蛋白類生化指標含量發(fā)生變化，究其原因歸結(jié)于熱刺激誘導大鼠體內(nèi)相關(guān)溫度應激應答、蛋白損傷修復、激素合成等通路相互作用，共同減輕熱應激損傷的生命機制。本研究將為畜禽熱應激反應評定、熱應激調(diào)節(jié)機制研究，乃至培育抗熱應激品種提供基礎數(shù)據(jù)。