细胞色素P450在家兔和塔里木兔几种组织中的表达研究
塔里木盆地干旱少雨,生存环境特殊,塔里木兔（Lepus yarkandensis）是该地区的特有物种。经过长期干旱沙漠环境下适应性进化,塔里木兔形成了较强的耐旱性。细胞色素P450（Cytochrome P450）是体内重要的代谢酶,在外源性物质的解毒、细胞代谢和体内平衡中起重要作用。CYP450广泛分布于动物的组织器官中,参与机体多种生理功能代谢,其中促进肾脏水的吸收、调节肾小管钠吸收和排泄相关的外源性物质代谢,可能对消化道分泌和排泄粪便中水分具有一定的调节作用。鉴于CYP450在动物组织器官中的重要生理功能,为了探讨塔里木兔耐旱的分子机制,本研究以塔里木兔为研究对象,分析CYP450在适应干旱环境中的作用,为塔里木兔在特殊环境下的生存机制提供理论基础。本研究采用免疫组织化学、实时荧光定量PCR以及免疫印迹分析塔里木兔肾脏中CYP450家族基因和蛋白的表达水平,以及在塔里木兔其他组织中的表达情况,分析花生四烯酸在CYP450代谢的情况。主要试验结果如下:肾脏中,（1）发现CYP2E1分布在近端小管曲部（PCT）,近端小管直部（PST）,外髓集合管（OMCD）,内髓集合管起始部位（IMCD1）,内髓集合管中间部位（IMCD2）细胞的基底膜上,与家兔相比,塔里木兔肾脏中CYP2E1m RNA和蛋白质的表达水平显著上调。（2）发现CYP2C、CYP2J分布在PCT和PST细胞的基底膜上,与家兔相比,塔里木兔肾脏中CYP2C、CYP2J m RNA和蛋白质的表达水平显著下调。（3）发现CYP4A11、CYP4F3分布在PCT、PST细胞基底膜上,与家兔相比,塔里木兔肾脏中CYP4A11、CYP4F3 m RNA和蛋白质的表达水平显著下调。以上结果显示,塔里木兔肾脏中,CYP2E1高表达和CYP2C、CYP2J2、CYP4F3和CYP4A11低表达,可能促进肾脏水的重吸收,调节肾小管钠吸收和排泄,提高塔里木兔对水的利用效率。肝脏中,（1）发现CYP2E1、CYP2C分布在中央静脉（CV）和门静脉（PV）周围的肝细胞上,与家兔相比,CYP2E1、CYP2C在塔里木兔CV和PV的表达呈显著升高。（2）发现CYP4A11、CYP4F3分布在CV和PV周围的肝细胞上,与家兔相比,CYP4A11、CYP4F3在塔里木兔CV和PV的表达呈显著下降。以上结果显示,与家兔比较,CYP2E1、CYP2C在塔里木兔CV和PV肝细胞中表达较多以及CYP4A11、CYP4F3在塔里木兔CV和PV肝细胞中表达较少,抑制肝脏炎症并促进了塔里木兔肝脏对外源性物质或有毒物质代谢,增强了其肝脏的解毒能力。肠道中,（1）发现CYP2J2在小肠绒毛上皮（SIV）和结肠上皮细胞（CEP）上表达,与家兔相比,塔里木兔小肠和结肠中CYP2J2 m RNA和蛋白质的表达水平显著上调。（2）发现CYP2C在SIV和CEP上表达,与家兔相比,塔里木兔小肠和结肠中CYP2C m RNA和蛋白质的表达水平显著上调。以上结果显示,塔里木兔小肠和结肠中CYP2J2和CYP2C的高表达,可能提高塔里木兔对食物和水分的吸收效率。综上所述,通过研究CYP450家族在塔里木兔和家兔肾脏、肝脏、肠道中的表达,并与家兔进行对比研究,明确了CYP450家族在塔里木兔适应干旱沙漠环境中的作用。为揭示塔里木兔耐旱的生理及分子机制和挖掘动物耐旱相关的重要功能基因奠定基础。
- 作者：
- 李永乐
- 学位授予单位：
- 塔里木大学
- 授予学位：
- 硕士
- 学位年度：
- 2023年
- 导师姓名：
- 张建萍
- 中图分类号：
- Q958
- 关键词：
- 细胞色素P450；塔里木兔；肾脏；肝脏；肠道；干旱环境；适应性
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- 基金项目：
- 国家自然科学基金项目“塔里木兔细胞色素P450的耐干旱功能研究”（项目编号:32160112）课题主持人:张建萍教授（塔里木大学）