关键词： 甘蓝型油菜   昼夜节律   生物钟   异源多倍体   表观遗传修饰   亚基因组不平衡   同源表达  

摘要： 为适应地球自转产生的24h的昼夜交替现象，生物进化产生了生物钟系统，它具有内源性和自主振荡的特点，不依赖环境变化即可维持生命活动以近似地球自转周期进行昼夜振荡。外部环境的变化可以调节生物钟组件的转录振荡相位，而生物钟的温度补偿特性可以使生命活动在不同的温度条件下保持相对稳定。目前，核心生物钟基因及其调控网络已被基本探明。核心生物钟系统组件通过转录翻译负反馈环对下游功能基因的表达进行调控，以帮助生物适应外界环境周期变化。生物钟的自主特性使得生物能够更及时、经济地应对以昼夜振荡为主的周期性环境变化。　　甘蓝型油菜是一种重要的经济作物，能够提供油料、饲料、蔬菜等多种原材料，同时也可用于观赏。在我国，甘蓝型油菜的种植不与主要粮食作物争地，在盐碱地开发利用中具有很大的种植潜力，对于保障粮食安全并提高经济效益具有重要意义。中国幅员辽阔，跨越不同纬度，昼夜条件多样，因此光温适应性是甘蓝型油菜广适性品种培育的主要育种目标。作为自然产生的异源多倍体物种，甘蓝型油菜具有复杂的遗传背景却年轻且清晰的物种起源，同时甘蓝型油菜具有完善的基因组信息，这些有利因素有助于多倍体的昼夜节律研究。异源多倍体物种经历了远缘杂交和基因组加倍事件，亚基因组间是否存在昼夜振荡差异，以及多种表观遗传修饰对节律基因同源表达多样性的影响仍然未知。染色质拥有类型丰富的表观遗传修饰，能够灵活地参与基因表达调控。多种表观遗传修饰的组合和信号强度的差异联合影响基因的转录。因此，分析组蛋白修饰和基因表达之间的关系对昼夜节律研究至关重要。表观遗传修饰的昼夜振荡有助于促进基因转录的昼夜振荡，全基因组加倍事件之后，节律基因的同源表达呈现多样性。目前还没有相关研究探索生物钟基因多拷贝之间的昼夜振荡差异及其表观遗传修饰差异。　　本研究以光周期敏感的甘蓝型油菜“丙409”为实验材料，利用自然昼夜条件下生长的植株，在成花转化前，于两个完整昼夜周期的48h内每隔4h取样一次，通过ChIP-Seq实验，建立组蛋白修饰H3K4me3和H3K9ac以及RNAPII募集的昼夜振荡数据集。同时对相同样品创建相应时间点的RNA-Seq文库，产生基因转录的时间序列数据。另外，我们还通过ATAC-Seq实验探究染色质可及性与基因转录昼夜振荡之间的关系。主要研究结果如下:　　1.创建了甘蓝型油菜多周期以4h为间隔的基因组转录和表观遗传修饰昼夜节律数据集。本研究产生了78个高质量的测序文库，数据集包含了两个昼夜内甘蓝型油菜全部蛋白质编码基因转录及其组蛋白修饰H3K4me3和H3K9ac以及RNAPII募集的时间序列数据。　　2.表征了甘蓝型油菜基因组转录的昼夜振荡特征。我们发现23.16％的蛋白质编码基因的转录是昼夜节律的。基因由于自身生物学功能以及所受调控的影响，其表达通常具有波动性，节律基因具有更加显著的昼夜振荡特征，如周期稳定性、更高的振幅与峰谷比。结合转录本的分析显示节律基因更多是由外显子昼夜振荡贡献的。节律基因广泛具有结合、催化等活性，参与代谢、细胞等过程等。同源基因对和亚基因组特异基因存在昼夜节律差异，前者在昼夜节律中的表现更加活跃。　　3.表征了甘蓝型油菜中促进基因活跃转录的相关组蛋白修饰的昼夜振荡特征。组蛋白修饰H3K4me3和H3K9ac以及RNAPII募集均呈现出稳健的昼夜振荡。表观遗传修饰的昼夜节律促进基因转录的昼夜节律的维持。H3K9ac的昼夜振荡相位早于基因转录，而H3K4me3的昼夜振荡相位迟滞于基因转录。　　4.从白菜到甘蓝型油菜的物种演化过程中，远缘杂交和多倍化进程广泛改变了A基因组的昼夜节律转录行为。我们比较了亚基因组水平的昼夜节律转录特征，甘蓝型油菜An亚基因组上基因转录的振荡特征与其两位祖先之一的白菜A基因组存在广泛的差异。尽管全局状态下甘蓝型油菜An亚基因组的基因表达水平和活性表观遗传修饰高于Cn亚基因组，但Cn亚基因组的昼夜节律转录和组蛋白修饰高于An亚基因组。我们发现基因转录的节律特性和昼夜振荡特征在同源基因对中的差异分布等均受到染色质可及性的影响。　　5.表观遗传修饰差异是同源基因差异表达的重要影响因素。同源基因转录的昼夜节律差异与它们分别介入不同的生物学途径有关。同源基因上的表观遗传修饰差异或许与它们在不同细胞类型和发育阶段以及差异环境下的表达调控不同有关。　　6.多元组蛋白修饰的昼夜振荡促进同源基因节律表达呈现多样性。同源基因节律转录的昼夜振荡特征存在的差异与多样的表观遗传修饰组合有关。多种表观遗传修饰影响下的同源基因的节律表达差异可能与复杂基因组背景生物对外部环境的高适应性有关。　　综上所述，为了表征甘蓝型油菜基因组的昼夜振荡特征，我们在甘蓝型油菜成花转换前通过RNA-Seq和ChIP-Seq产生了高质量的基因转录和表观遗传修饰数据集。我们发现蛋白质编码基因的转录和组蛋

关键词： 子宫内膜样腺癌   夜班   昼夜节律   节律基因   EMT  

摘要： 目的:探讨夜班引起的昼夜节律紊乱(Circadian rhythm disorder,CRD)对子宫内膜样腺癌(Endometrioid adenocarcinoma,EAC)组织中节律基因CLOCK表达的影响,及CRD参与子宫内膜癌疾病进展的可能机制。方法:选取在2021年12月至2022年3月于我院行手术切除治疗的新鲜EAC标本,收集其既往夜班信息,根据背景匹配筛选出有夜班史的子宫内膜样腺癌为节律异常组,无夜班史为节律正常组,采用q PCR、Western blot法检测两组节律基因CLOCK m RNA及蛋白质的表达情况;收集2021年8月至2021年12月于我院行手术切除的EAC石蜡组织32例,应用免疫组织化学法检测其CLOCK蛋白及上皮-间质转化(epithelial-mesenchymal transformation,EMT)相关表型蛋白E-cadherin、vimentin的表达,并分析其与临床病理特征的关系。结果:*** m RNA及蛋白在节律异常组EAC组织中的表达明显低于节律正常组(P<0.05);2.与无夜班史相比,有夜班史的EAC组织中CLOCK、E-cadherin阳性表达率下调,反之vimentin的阳性表达率上升,两组间比较差异有统计学意义,(P<0.05);3.E-cadherin及CLOCK的阳性表达率随FIGO分期及肌层浸润深度的增加而降低,相反vimentin阳性表达率增加,各组间比较差异有统计学意义(P<0.05)。在不同组织分化程度、有无淋巴结转移及年龄分组中各蛋白的表达差异均无统计学意义(P>0.05)。***组织标本中CLOCK表达和E-cadherin、vimentin的关联性具有统计学差异(P<0.05)。结论:1.有夜班史的EAC中节律基因CLOCK m RNA表达量及蛋白表达水平较无夜班史组明显降低,提示夜班引起的CRD与节律基因CLOCK的差异性表达相关;2.与无夜班史相比,有夜班史的EAC组织CLOCK的阳性表达率降低、E-cadherin阴性表达率及vimentin的阳性表达率升高,夜班引起的CRD促进EMT过程是参与EC进展的可能机制,可能是影响预后的重要因素;3.随FIGO分期及肌层浸润深度的增加,E-cadherin及CLOCK的阳性表达率下降,相反vimentin阳性表达率增高,表明CLOCK表达及EMT发生率与子宫内膜样腺癌的增殖和浸润相关,具体作用机制需深入探究。***组织标本中CLOCK表达和E-cadherin、vimentin的关联性具有统计学差异(P<0.05),提示节律基因CLOCK可能参与EMT过程,需进一步实验验证。

关键词： 脑小血管病   认知功能障碍   血压昼夜节律   时钟基因   甲基化  

摘要： 目的1.验证脑小血管病(Cerebral small vessel disease,CSVD)患者不同类型的血压昼夜节律对认知功能的影响。2.探讨CSVD患者时钟基因PER1、CRY1启动子区甲基化与血压昼夜节律以及认知功能之间的关系。方法1.选取2018年5月至2022年6月在江苏大学附属连云港医院老年医学科住院的428例CSVD患者,将所有入组患者分为认知障碍组与对照组,采用独立样本t检验、Mann-Whitney U检验、c2检验等统计学方法比较两组的临床资料及动态血压监测(Ambulatory blood pressure monitoring,ABPM)参数,最后采用二元logistic回归分析评估CSVD患者不同类型的血压昼夜节律对认知功能的影响。2.招募2021年3月至2022年6月在江苏大学附属连云港医院老年医学科住院的217例CSVD患者,同样将患者分为认知障碍组与对照组,并收集所有入组患者的外周静脉血样进行甲基化特异性PCR测定,同样采用独立样本t检验、Mann-Whitney U检验、c2检验等统计学方法比较两组的临床资料、ABPM参数以及甲基化水平,探讨CSVD患者外周血PER1和CRY1基因启动子区甲基化水平与血压昼夜节律以及认知功能之间的关系。结果1.共纳入383例CSVD患者,平均年龄为73.55±12.44岁,其中男性171例(44.6%),女性212例(55.4%)。将研究对象分为两组,认知障碍组有224例(58.5%),对照组有159例(41.5%)。(1)认知障碍组患者的年龄较大,入院时血压较低,既往心脑血管疾病发生率较高(P<0.05);(2)认知障碍组中血压昼夜节律异常的患者人数较多,尤其是反杓型(P<0.001);(3)在年龄>60岁的老年人群中,认知障碍组与对照组的血压昼夜节律存在统计学差异(P<0.001),而这种差异在年龄≤60岁的人群中不存在;(4)二元logistic回归分析显示,在校正了混杂因素后,与血压昼夜节律呈杓型的患者相比,血压昼夜节律呈非杓型(OR=4.052;95%CI,1.782～9.211;P=0.001)和反杓型(OR=8.002;95%CI,3.367～19.017;P<0.001)的患者存在认知功能障碍的风险更高。2.共纳入101例CSVD患者,平均年龄为70.01±13.01岁,其中男性56例(55.4%),女性45例(44.6%)。将研究对象分为两组,认知障碍组有65例(64.4%),对照组有36例(35.6%)。(1)认知障碍组患者的年龄较大,受教育程度较低,既往有高血压病史的人数较多(P<0.05);(2)认知障碍组患者外周血PER1和CRY1基因启动子区甲基化率高于对照组(P<0.001;P=0.041);(3)不同类型的血压昼夜节律之间PER1和CRY1基因启动子区甲基化率的差异不存在统计学意义(P>0.05);(4)与对照组相比,认知障碍组的CSVD总负荷评分更高(P=0.046);(5)二元logistic回归分析显示,在校正了混杂因素后,与基因启动子区未甲基化的患者相比,PER1基因启动子区甲基化(OR=16.565;95%CI,4.057～67.628;P<0.001)和CRY1基因启动子区甲基化(OR=6.017;95%CI,1.290～28.069;P=0.022)的患者存在认知功能障碍的风险更大。结论***患者血压昼夜节律异常与认知功能障碍独立相关。血压昼夜节律紊乱可能会影响CSVD患者的认知功能,血压昼夜节律呈非杓型和反杓型的患者存在认知功能障碍的风险更高。***患者外周血PER1、CRY1基因启动子区甲基化水平与认知功能障碍相关。此外,认知功能障碍还可能与CSVD总负荷相关。

关键词： 高血压   昼夜节律   Bmal1基因   炎症因子   压力感受性反射   下丘脑室旁核  

摘要： 昼夜节律是生命活动的重要特征之一,它依靠自身生物钟系统调控各项生命活动,维持机体活动的正常运行。有研究报道昼夜节律调控出现紊乱时,多种疾病的发生率也会增加,如高血压、心肌梗死、动脉粥样硬化、糖尿病心肌病等。高血压是最常见的一种慢性疾病,也是威胁全球人类健康的重大问题。近些年我国高血压患病率呈上升趋势,截至到2022年我国高血压患病人数已经达到2.45亿,也就是每4个人当中有一个人罹患高血压。此前研究表明正常人生理状态下血压昼夜节律变化呈现“两峰一谷”,“昼高夜低”的特点,主要表现为杓型或深杓型,而高血压患者的血压昼夜节律波动则发生异常,表现为非杓型或者反杓型,同时这种差异性变化使得心脑血管疾病如心源性猝死、心肌梗死、脑梗死的晨起发病率增加。因此,深度探究高血压节律紊乱的发病机制很有必要。压力感受性反射是调节血压的重要机制之一,对于维持生物机体内的血压稳态具有重要的意义。下丘脑室旁核(paraventricular nucleus,PVN)位于第三脑室下丘脑部上端的两侧,它不仅参与机体的水盐代谢,控制分泌活动,还是调节血压以及生物节律的重要神经核团之一。有研究报道核心节律基因Bmal1参与了多种器官组织细胞的节律活动过程,但有关PVN区节核心律基因Bmal1是否参与调节血压昼夜节律的研究还不是很清楚。因此,本实验应用自发性高血压大鼠(Spontaneously hypertensive rats,SHR)探究高血压大鼠的血压以及压力感受性反射的节律是否紊乱,以及PVN区的节律基因Bmal1和IL-1β表达是否参与这一过程。目的:探讨高血压大鼠的血压以及压力感受反射的节律是否紊乱,以及PVN区的节律基因Bmal1和IL-1β表达是否改变。方法:1.实验分组:实验采用16周龄雄性自发性高血压大鼠(Spontaneously Hypertensive Rats,SHR),作为高血压组;正常血压16周龄雄性大鼠(Wistar-Kyoto rats,WKY),作为对照组。2.清醒大鼠24小时动态血压心率监测:利用无线遥测系统测量每组动物收缩压(Systolic blood pressure,SBP)、舒张压(Diastolic blood pressure,DBP)、平均动脉压(Mean arterial pressure,MAP)、心率(Heart rate,HR);分别在北京时间的早上8:00、12:00、16:00、20:00、24:00、次日凌晨4:00以及次日清晨8:00记录WKY大鼠和SHR大鼠清醒状态的SBP、DBP、MAP和HR。3.记录清醒大鼠的压力感受性反射:应用浓度为1mg/m L苯肾上腺素(phenylephrine,PHE)和硝普钠(sodium nitroprusside,SNP)诱导SHR和WKY组清醒大鼠的压力感受性反射,每间隔4小时,分别记录两组大鼠压力感受性反射敏感性(Baroreflex sensitivity,BRS)的变化。4.检测下丘脑室旁核(paraventricular nucleus,PVN)蛋白水平变化:利用Western blot实验方法检测SHR大鼠和WKY大鼠节律基因Bmal1以及炎症因子IL-1β蛋白变化,每次间隔时间为4小时,取材时间点依次为北京时间的早8:00、12:00、16:00、20:00、24:00以及次日的凌晨4:00。结果:1.通过连续监测两组大鼠的24小时动态血压,我们得出SHR大鼠的SBP、DBP以及MAP要显著高于WKY大鼠血压,WKY大鼠血压昼夜节律符合昼低夜高的特点,SHR大鼠血压的昼夜节律紊乱消失。***大鼠的压力感受性反射敏感性高于SHR大鼠。WKY大鼠日间高于夜间压力感受性反射敏感性,SHR大鼠无差异。***大鼠的Bmal1蛋白表达水平在ZT0、ZT4、ZT12以及ZT20四个时间点显著低于WKY大鼠。4.同一天内相同时间点SHR大鼠的IL-1β表达水平高于WKY大鼠,在ZT8、ZT12以及ZT16时SHR大鼠的蛋白表达水平明显高于对照组。结论:实验结果发现SHR大鼠血压升高和压力感受性反射敏感性降低,并且均存在一定程度的昼夜节律紊乱现象,其昼夜节律的紊乱可能与PVN区炎症IL-1β表达升高及Bmal1表达水平下降有关。

关键词： Ⅰ型胶原   昼夜节律基因   褪黑素1a受体   昙花提取物  

摘要： 【目的】本文通过研究人真皮成纤维细胞(Primary Dermal Fibroblast,Normal,Human,Adult,HDFa)中节律基因PER2、CRY1与I型胶原合成之间的联系,以及褪黑素受体1a(Melatonin Receptor 1a,MT1)与节律基因CRY1、PER2的细胞信号通路对I型胶原合成的影响,并基于上述通路,对天然植物提取物进行筛选、通路验证及评价。【方法】1.本研究通过利用小干扰RNA(Small interfering RNA,si RNA)干扰节律基因CRY1的表达,使用RT-PCR检测节律基因CRY1、PER2及衰老相关指标——基质金属酶1(Matrix metalloproteinase1,MMP1)、I型胶原(Collagen Type 1,Collagen I)基因表达情况。2.选择MT1受体的内源性配体-褪黑素(Melatonin)作用HDFa后,检测24h内CRY1、PER2节律基因表达情况,同时检测MMP1、Collagen I的基因及蛋白表达水平。3.建立活细胞MT1过表达系统:在293T细胞上过表达MT1受体,褪黑素作用后通过Glo-sensor实验检测活细胞c AMP水平。4.使用c AMP/PKA细胞信号转导通路激活剂Forskolin和抑制剂H-89分别作用HDFa后检测CRY1、PER2、MMP1、Collagen I的基因表达水平。5.使用GPCRome实验对昙花提取物进行筛选、Glo-sensor实验检测昙花提取物与MT1受体的关系,昙花提取物作用HDFa细胞后使用RT-PCR、免疫荧光、Elisa检测CRY1、PER2、Collagen I的表达情况。【结果】1.节律基因和I型胶原合成的关系:在小干扰RNA敲低实验中,当转染si CRY1 24h时,CRY1(p<0.0001)基因表达水平明显降低,证明该敲低模型成立。敲低CRY1时,PER2(p=0.003)在m RNA水平上升高,MMP1(p=0.0019)和Collagen I(p=0.0111)在m RNA水平上分别降低与增加。2.褪黑素对I型胶原合成的影响:褪黑素作用于HDFa,利用RT-PCR检测m RNA水平,结果显示:CRY1降低(p<0.0001),PER2增加(p<0.0001),MMP1降低(p=0.0022),Collagen I增加(p<0.0001)。***1过表达系统的建立:在293T细胞中过表达MT1受体,褪黑素作用后Glo-sensor检测293T细胞c AMP增高。4.节律基因CRY1、PER2与MT1受体细胞信号转导通路及分子机制:用5μM Forskolin作用HDFa细胞后能够上调PER2(p<0.0001),下调MMP1(p<0.0001),上调Collagen I(p<0.0001);10μM H-89作用HDFa细胞后能上调CRY1(p=0.0245),上调MMP1(p<0.0001),下调Collagen I(p=0.0001)。5.昙花对节律基因CRY1、PER2的影响:昙花提取物有机相(EPI-DMSO相)与昙花提取物水相(EPI-HO相)不同浓度:0.125%(v/v)、0.5%(v/v)作用HDFa细胞24h后,RT-PCR检测发现在昙花提取物水相(EPI-HO相)0.125%(v/v)组与昙花提取物有机相(EPI-DMSO相)0.5%(v/v)组中PER2转录水平上升(p分别为0.0116、0.0412);而CRY1转录水平在昙花提取物水相(EPI-HO相)0.5%(v/v)和昙花提取物有机相(EPI-DMSO相)0.125%(v/v)组中均降低(p分别为0.0088、0.0137)。【结论】1.在利用si RNA敲低HDFa细胞中CRY1基因后,在转录水平上CRY1基因表达降低同时PER2基因的表达增加,推测CRY1可能对PER2基因形成了负反馈调节。2.在293T MT1受体过表达系统中,MT1受体内源性配体-褪黑素能与MT1受体结合,并能够招募下游G蛋白,激活下游c AMP/PKA通路。实验验证了CRY1/PER2基因位于c AMP/PKA细胞信号转导通路下游。褪黑素作用HDFa细胞后检测CRY1、PER2基因表达发现,褪黑素可降低CRY1的表达,增加PER2的表达。由此可得到结论:褪黑素可通过结合MT1受体,激活c AMP/PKA通路,进而促进PER2的表达,同时使CRY1表达降低。3.上述实验表明:PER2基因表达升高是促进I型胶原合成的重要因素,PER2基因的表达缺失可能会导致I型胶原合成减少。褪黑素作用HDFa细胞24h后,能够抑制MMP1的表达、促进Collagen I的表达,发挥抗衰老的作用,这与CRY1表达的降低、PER2表达

关键词： 脑肌类芳烃受体核转位样蛋白1   动脉粥样硬化   基质金属蛋白酶  

摘要： 目的:探讨昼夜节律基因脑肌类芳烃受体核转位样蛋白1(Bmal1)过表达对小鼠动脉粥样硬化斑块病变程度及斑块稳定性的影响。方法:12只血管平滑肌细胞特异性Bmal1转基因的SM-Bmal1-TG/ApoE^(-/-)小鼠和12只ApoE^(-/-)小鼠均予以高脂饮食,行颈总动脉CAST套管结扎术使小鼠形成动脉粥样硬化斑块。喂养11周后处死动物,取出颈总动脉血管,行苏木精-伊红染色检测小鼠主动脉粥样硬化程度及斑块面积,Western blot法检测及基质金属蛋白酶(MMP)-2、MMP-9的蛋白表达水平。结果:与ApoE^(-/-)组相比,SM-Bmal1-TG/ApoE^(-/-)组三酰甘油(TC)、总胆固醇(TG)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)水平均明显降低(P均<0.05),2组高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)水平的差异无统计学意义。SM-Bmal1-TG/ApoE^(-/-)组小鼠颈总动脉斑块减少约25%,内膜增厚不明显。与ApoE^(-/-)组相比,SM-Bmal1-TG/ApoE^(-/-)组MMP-2、MMP-9的蛋白表达水平均明显降低(P均<0.05)。结论:Bmal1可抑制动脉粥样硬化斑块病变程度,下调主动脉粥样斑块内MMP-2、MMP-9水平,具有抗动脉粥样硬化的作用。

关键词： 节律基因   颞下颌关节   骨关节炎  

摘要： 探究昼夜节律基因Bmal1在小鼠颞下颌关节骨关节炎中的作用机制。方法 选取对照组(Con)和Bmal1KO组小鼠各10只,均饲养至20周龄后取材进行组织病理学研究,包括HE染色和番红O-固绿染色,观察组织破坏病损及软骨细胞外基质染色。对Bmal1和CHM1基因进行双荧光素酶报告基因实验研究。结果 组织病理学研究发现,Bmal1ko组小鼠髁突软骨表现为细胞数目减少、软骨表面不平整等显著骨关节炎样病损,而对照组未见明显病变;番红O-固绿染色显示Bmal1ko组小鼠髁突软骨基质明显着色变浅,而对照组番红O着色较深。双荧光素酶报告基因实验结果提示Bmal1基因与CHM1启动子有结合位点。结论 昼夜节律基因Bmal1缺失可导致小鼠颞下颌关节骨关节炎,且其机制可能与节律基因Bmal1-CHM1相互作用有关,具体机制尚需进一步实验验证。

关键词： 睡眠呼吸暂停低通气综合征,阻塞性   生物信息学   遗传风险评分   风险评估   基因多态性   昼夜节律  

摘要： 目的评估睡眠和昼夜节律基因多态性及其联合作用与阻塞性睡眠呼吸暂停低通气综合征(OSAHS)的相关性。方法利用公共数据库和已有文献收集与睡眠和昼夜节律相关基因,采用生物信息学分析方法探讨候选基因参与OSAHS的潜在机制,并在新疆维吾尔自治区人民医院选取的50例重度OSAHS和50例非OSAHS患者中进行目标区域二代测序,筛选出OSAHS的易感位点,建立加权遗传风险评分(GRS),分析GRS与OSAHS的关联,探讨GRS与传统因素的交互作用对OSAHS的预测能力。结果本研究共纳入44个候选基因,进行生物信息学分析表明44个候选基因参与了睡眠与昼夜节律相关生物学过程和信号通路;对不同遗传模型下的变异进行logistic回归分析,调整了潜在的混杂因素后得到KSR2、NPAS2、OXTR、GHRL等4个基因与OSAHS仍有明显的相关性,对上述4个基因的6个位点(KSR2-rs2592290,rs1992750,rs66837180,NPAS2-rs2278727,OXTR-rs3806675,GHRL-rs10490816)进行GRS,结果显示,高GRS组人群比低GRS组人群有更高的OSAHS风险(OR=2.901,95%CI:1.288-6.534,P=0.010),此外将GRS加入到OSAHS传统风险因素(年龄、性别及BMI)组成的回归模型后,其曲线下面积(AUC)值从0.877增加到0.902。结论KSR2、NPAS2、OXTR、GHR等睡眠与昼夜节律相关基因可能是OSAHS的遗传易感基因;基于上述4个基因的6个位点建立的GRS与传统因素的联合作用,更能提高OSAHS的预测效能。

关键词： 仿刺参   昼夜节律   基因组  

摘要： 为研究仿刺参昼伏夜出行为节律的内源性调控机制,需要先筛查出仿刺参是否具有能够调控生物节律的生物钟基因。本研究通过Blastp,将KEGG数据库中哺乳动物和果蝇的昼夜节律通路成员基因与仿刺参全基因组进行同源比对,筛选仿刺参基因组中的同源生物钟基因,并参考不同光照条件下仿刺参触手转录本数据,对相关基因在不同光照条件下的表达量进行初步分析。结果显示,在仿刺参全基因组中找到了绝大部分具有较好注释的同源候选生物钟基因,包括CLOCK(Circadian Locomotor Output Cycles Kaput)、BMAL1(Brain and Muscle Arnt-Like 1)/CYC(Cycle)、TIM(timeless)等,但PER(Period)和DEC(class B basic helix-loop-helix protein 2/3)基因未能匹配到有效的同源基因;转录本的数据表明,在120 lx光照1 h与120 lx光照5 min比较组中(Lt1h:Lt5m),发现只有CLOCK基因具有显著的下调表达(log_(2)FC=-1.1209),其他生物钟基因如BMAL1/CYC和TIM,虽然不具有显著表达差异,但仍然具有下调表达的趋势,而相关基因的下调表达具有减弱生物活动的效应。上述结果表明仿刺参存在昼夜节律的基因调控基础,借助转录本数据初步表明光照可能具有扰乱仿刺参行为节律的效应,但仍需深入研究。

关键词： 代谢生物钟   时间限制性进食   生物钟   棕色脂肪组织   解偶联蛋白1   糖代谢   脂代谢  

摘要： 感知光暗节律的主生物钟与进食节律共同调节外周组织器官生物钟系统。进食节律调节外周组织器官生物钟的效应存在组织特异性。本研究旨在阐明进食节律对棕色脂肪组织(brown adipose tissue,BAT)生物钟和代谢基因转录本昼夜节律的调节作用。利用野生型和Per1/2纯合突变C57BL/6小鼠构建时间限制性进食(time-restricted feeding,TRF)动物模型,用RT-q PCR研究性别、限制进食持续时间、行为节律干预和核心生物钟基因缺失等因素对BAT生物钟及代谢基因转录本适应进食节律能力的影响;具有代表性的生物钟基因为Bmal1、Nr1d1、Dbp和Per2,具有代表性的代谢基因有解偶联蛋白1(uncoupling protein 1,Ucp1)、调节糖酵解通量的6-磷酸果糖激酶-2/果糖-2,6-二磷酸酶3(6-phosphofructo-2-kinase/fructose-2,6-biphosphatase 3,Pfkfb3)、调节三羧酸循环的丙酮酸脱氢酶激酶同工酶4(pyruvate dehydrogenase kinase isozyme 4,Pdk4),以及调节线粒体脂肪酸氧化的肉碱棕榈酰基转移酶1A(carnitine palmitoyltransferase 1A,Cpt1a)。结果显示,白天限制性进食(daytimerestricted feeding,DRF)干预7或36 d后,雌鼠生物钟基因转录本昼夜节律相位仅发生轻微迁移,而雄鼠部分生物钟基因昼夜节律消失。DRF诱导解偶联基因Ucp1昼夜节律,并使糖脂代谢基因Pfkfb3、Pdk4和Cpt1a转录本昼夜节律发生>7 h的相位迁移。持续光照促进DRF调节生物钟基因转录本相位,但除Pdk4外的代谢基因转录本未表现出昼夜节律。而在持续黑暗和核心生物钟基因Per1/2双敲除条件下,DRF仍能驱动Bmal1和Dbp产生节律,但不驱动Nr1d1、Ucp1、Pfkfb3、Cpt1a昼夜节律产生。上述结果提示,BAT生物钟适应进食节律改变的能力弱,且存在性别差异。BAT生物钟受到主生物钟与DRF的拮抗调节作用,而DRF依赖生物钟调节Ucp1、Pfkfb3、Cpt1a等代谢基因的昼夜节律。