关键词： 乌龙茶多酚   提取   肠道菌群   昼夜紊乱  

摘要： 茶叶在世界范围内,都广受人们欢迎。乌龙茶是一种半发酵茶,虽然它含有多种化合物,但其有效成分主要归因于多酚部分。茶多酚是重要的生物活性物质,一直以来成为医药和食品研究领域的热点之一。鉴于此,本研究以乌龙茶为原料,分别对其多酚的提取工艺、对肠道微生态的调节功能和对肝脏时钟基因的调节作用进行了研究。主要结果如下:1、选择提取因素(液料比、提取温度和提取时间),进行单因素试验。基于单因素试验,选择提取参数的组合进行三因素三水平的中心组合设计实验。然后通过DesignExpert软件分析数据,获得乌龙茶多酚(oolong tea polyphenols,OTP)的最佳提取参数:液料比17 mL/g、提取温度91°C、提取时间42 min,茶多酚的产量最高达到140.24 mg/g。2、采用16S rDNA测序技术,分析了OTP对昼夜紊乱小鼠肠道菌群多样性和特定菌群丰度的影响。结果发现,OTP干预8周后,小鼠肠道菌群多样性和节律性OTU的数量得到改善;在门水平上,观察到拟杆菌门(Bacteroidetes)相对丰度的升高和厚壁菌门(Firmicutes)丰度的降低,并且Firmicutes/Bacteroidetes(F/B)的比值也显示出显著降低;改善了由持续黑暗引起的拟杆菌门(Bacteroidetes)、厚壁菌门(Firmicutes)和变形菌门(Proteobacteria)的周期性变化;在属水平上,提高了小鼠肠道菌群中普雷沃氏菌属(Prevotella)和拟杆菌属(Bacteroides)的相对丰度,降低了梭菌属(Clostridium)的相对丰度;显著改善了普雷沃氏菌属(Prevotella)、拟杆菌属(Bacteroides)和梭菌属(Clostridium)的周期性变化。3、采用转录组测序技术,评估了OTP对昼夜紊乱小鼠肝脏基因的影响。结果发现,OTP干预8周后,提高了小鼠肝脏中具有节律性的基因数量并改善了肝脏时钟基因(Bmal1、Clock、Cry1、Cry2、Per3和Sirt1)的表达水平;CD-OTP组与CD组差异基因GO富集分析显示,这些基因主要富集在转录调控与DNA模板化、转录与DNA模板化、细胞质、细胞膜、蛋白质结合和金属离子结合等通路;OTP干预后差异基因富集的KEGG通路主要包括粘着斑(9 DEGs)和PI3K-Akt信号传导途径(9 DEGs);差异基因显著富集的途径主要包括类固醇生物合成、萜类骨架生物合成和粘附连接等。

关键词： 酸枣仁汤   阿尔茨海默病   睡眠障碍   昼夜节律   节律基因   机制  

摘要： 目的:观察酸枣仁汤对6月龄APP/PS1双转基因痴呆小鼠昼夜节律及视交叉上核(SCN)节律基因表达的影响。方法:将小鼠随机分为空白组,模型组,多奈哌齐组,酸枣仁汤低、高剂量组。给予对应的药物后,用自发活动实验视频分析系统记录小鼠自主活动时间,采用Real time-PCR检测SCN中Per1、Cry1、Clock、Bmal1mRNA表达水平。结果:与空白组比较,APP/PS1组小鼠光照环境活动时间、总活动时间显著增加(P<0.01)。与空白组比较,模型组小鼠光照环境活动时间、黑暗环境活动时间和总活动时间显著增加(P<0.01);与模型组比较,多奈哌齐组、酸枣仁汤低剂量组和酸枣仁汤高剂量组小鼠光照环境活动时间、黑暗环境活动时间和总活动时间显著减少(P<0.05,P<0.01);与多奈哌齐组比较,酸枣仁汤高剂量组小鼠光照环境活动时间、黑暗环境活动时间和总活动时间显著减少(P<0.05)。与空白组比较,模型组小鼠SCN中Per1、Cry1、Clock、Bmal1 mRNA表达水平显著升高(P<0.01);与模型组比较,多奈哌齐组和酸枣仁汤高剂量组小鼠SCN中Per1、Cry1、Clock、Bmal1 mRNA表达水平显著下降(P<0.01),酸枣仁汤低剂量组小鼠SCN中Per1、Clock mRNA表达水平显著下降(P<0.05)。与多奈哌齐组比较,酸枣仁汤低剂量组小鼠SCN中Per1、Cry1、Bmal1 mRNA表达水平显著升高(P<0.05,P<0.01)。结论:6月龄APP/PS1双转基因痴呆小鼠有昼夜节律失调表现,酸枣仁汤可以改善其昼夜节律,其机制可能与其调节小鼠SCN中节律基因Per1、Cry1、Bmal1、Clock mRNA的表达有关。

关键词： 昼夜节律   时钟基因   癫痫   Kcna1缺失   Sirtuin  

摘要： 许多神经系统疾病都会影响昼夜节律。尽管已知癫痫常伴睡眠障碍,但与癫痫昼夜节律紊乱相关的数据却很少。文章检验了Kcna1缺失小鼠的昼夜休息活动以及睡眠-觉醒模式。该小鼠模型表现出反复自发癫痫发作,也是研究癫痫猝死的模型。此外,研究试图确定癫痫发作以及核心时钟基因和调节因子Sirtuin 1(Sirt1)的异常变化是否与昼夜节律紊乱有关。研究使用被动红外活动记录仪评估休息活动模式,使用脑电图(EEG)进行癫痫发作和睡眠分析,并且使用逆转录聚合酶链反应和蛋白质印迹法评估时钟基因和Sirt1在Kcna1缺失和野生型小鼠中的表达情况。癫痫Kcna1缺失动物模型存在昼夜休息活动模式紊乱,趋于表现出延长的昼夜节律。EEG分析证实了睡眠结构的破坏,清醒时间更多并且睡眠不足。尽管所有癫痫小鼠都表现出昼夜休息活动模式的紊乱,但该研究发现实际癫痫发作负担与睡眠紊乱程度之间没有相关性。发现前下丘脑中几个时钟基因(即Clock,Bmal1,Per1和Per2)和昼间Sirt1 mRNA的衰减振荡。几个核心时钟基因的振荡衰减与Kcna1缺失小鼠中观察到的异常昼夜休息活动以及睡眠-觉醒模式改变相关,可能是其基础原因,并可能导致癫痫晚期并发症,例如癫痫猝死。Sirt1可能是恢复生物钟基因节律和癫痫睡眠模式的潜在治疗靶点之一。

关键词： Bmal1基因   昼夜节律   生物钟   认知   睡眠  

摘要： 时钟基因Bmal1属于bHLH-PAS结构域转录因子家族,在调节生物的昼夜节律行为中发挥着重要作用。在生理功能的昼夜节律行为方面,Bmal1可调节小鼠和人的血压、代谢、寿命、骨骼发育和机体免疫;另外,Bmal1基因可通过调节学习、记忆和睡眠实现对认知功能和睡眠觉醒的昼夜节律的调节。围绕Bmal1在睡眠-觉醒和认知功能方面的深入研究,将会为提高夜班工作人员和飞行人员夜间警觉度提供理论支持和可能的候选干预方案。

关键词： 果蝇   昼夜节律   生物钟   TTFL   发现  

摘要： 生物昼夜节律钟基因的发现开创了生物钟研究的新时代。通过对果蝇昼夜节律钟分子机制的研究首次提出了TTFL模型,并在此基础上,通过对其他模式生物尤其是小鼠的研究使该模型得到进一步的发展和完善,对模式生物表型和生理学方面的研究及对模式生物基因克隆的研究,不仅揭示出生物钟演化的过程,而且也展示了科学家对之认识深化的历程。

关键词： 昼夜节律   肾脏   节律基因   肝俞   针刺  

摘要： 目的:主要研究电针“肝俞”穴对昼夜节律紊乱C57BL/6J小鼠行为方面及肾中生物钟基因表达的影响。通过针刺“肝俞”穴,观察小鼠昼夜行为的改变,研究针刺“肝俞”穴对外周生物钟肾内特定节律基因表达的影响,进而从基因层面探讨针刺“肝俞”穴对昼夜节律紊乱C57BL/6J小鼠的作用机制。方法:将72只C57BL/6J小鼠采取随机分组的方式,平均分成四组,分别为空白组、模型组、针刺非经非穴组和针刺肝俞组,每组18只。在光照同步(L:D=12;12,Light:08:00-20:00 Dark:20:08:00)驯化7天后,将模型组、针刺非经非穴组和针刺肝俞组小鼠,采用短时间剥夺睡眠法(L:D=2:2),造模5天,造模成功,获得无昼夜节律模型,之后恢复光照同步(L:D=12;12)。空白组全程采用光照同步方式。在造模成功后,即实验第13天,空白组与模型组在每天15:00进行捆绑20分钟,余两组在每天15:00进行针刺20分钟,连续进行5天,针刺组在双侧“肝俞”穴进行毫针针刺,非经非穴组选择小鼠腹部固定的非穴位点进行毫针针刺,针刺方法均为斜向内下方刺入0.5cm,两只针柄分别连接KWD-808I脉冲电针仪的输出导线上,将电针仪参数调整为:疏密波4/20Hz;疏密周期为6秒,至针刺部位肌肉或者下肢微微抽动即可,在最后一次针刺11小时后,即第18天02:00开始,四组同时进行,每组各处死三只取肾脏,每隔4小时,处死一批,直到第18天22:00,处死最后一批,全程用360智能红外线摄像机实时远程记录观察,并对实验过程中小鼠自发站立和活动次数进行记录,应用Real-Time-PCR法测量肾脏内Cry1和Cry2基因m RNA含量和运用Western Blot法测定Cry1和Cry2的蛋白表达量。运用余弦分析法和统计学分析验证基因表达是否具有节律性。结果:1.在360摄像机远程观察记录下,模型组、非经非穴组小鼠在实验后期与起初驯化期相比,表现出狂躁、易惊、大便不规律、质稀、皮毛暗淡等特性,站立、捋毛、攀爬次数明显增多,可听到笼内明显响声,抓取时反抗明显。而针刺组在针刺肝俞穴五天后,已恢复昼伏夜出特性,性情较温顺,站立、捋毛等行为与空白组类似,皮毛柔顺、大便较正常。运用统计学分析,在治疗后,在小鼠5min内的自发活动次数与站立次数方面,针刺组与空白组比较,非经非穴组与模型组比较,结果均无统计学意义(P>0.05)。而针刺组与模型组比较,针刺组与非经非穴组比较,活动与站立次数明显减少,有统计学意义(P<0.05)。2.在Real-Time-PCR法测量下,空白组、针刺组小鼠Cry1与Cry2基因表达呈现出节律性(P<0.3),模型组、非经非穴组小鼠Cry1与Cry2基因表达未体现节律性(P>0.3)。*** Blot蛋白检测发现,模型组与空白组相比,数值差异有统计学意义(P<0.05),显示模型组基因蛋白表达不具有节律性。针刺组与模型组相比,数值差异有统计学意义(P<0.05),显示针刺组基因蛋白表达具有节律性,非经非穴组与针刺组相比,差异有统计学意义(P<0.05),显示非经非穴组基因表达未呈现节律性。结论:1.正常C57BL/6J小鼠行为学方面和肾内Cry1与Cry2基因表达具备节律性。2.针刺肝俞穴有助于小鼠行为恢复正常,而针刺非经非穴则无此作用。3.针刺肝俞穴助于节律基因Cry1与Cry2在肾内表达基本恢复正常,具有节律性,已紊乱的昼夜节律周期逐渐恢复正常。而针刺非经非穴则未体现出该作用。

关键词： Genetics   Medicine  

摘要： Non human primates as models for human diseases are of unprecedented value as they parallel the human physiology, anatomy, pathology and social structures. Albeit they have been extensively used in research in biomedical sciences, the genomic underpinnings of their fidelity (or there lack of) in simulating human diseases haven’t been elucidated. This work addresses this issue on several levels: First, by creating the non-human primate reference transcriptome resource (NHPRTR) for comparative functional genomics, which aims to catalogue the transcriptomes of non human primates used in biomedical research, and to gain qualitative and quantitative estimates of gene expression profiles of specific tissues in primates. Second, this work expands the non-human primate reference transcriptome resource by profiling the dynamics of gene expression in rhesus macaque pineal gland and retina in circadian manner. Such an effort resulted in elucidating a possible novel signaling molecule in the melatonergic signaling in primates - N-acetyltryptamine. Third, this body of work addresses the veracity of rodent and other animal models in assessment of circadian dynamic changes of transcriptome, and consequentially, physiology and pathology of melatonergic signaling and circadian behavior. From the comparative analysis of the vertebrate pineal gland transcriptomes and their circadian changes it can be inferred that rodent and zebrafish, which have been considered valuable models for research in the field of chronobiology, do not mirror the circadian dynamics observed in primates. Additionally primates seem to show unique characteristics of the circadian dynamics of the transcriptome, which have not been observed in other mammal species. Such unique features include oscillations of several mitochondrial transcripts, all of them being positioned next to each other on the primate MT chromosome, bringing the oxidative phosphorylation as a novel potential mechanism associated with the circa

关键词： 职业危害因素   暴露组   昼夜节律基因   交互作用   钢铁企业   代谢综合征  

摘要： 目的 1探讨职业有害因素暴露组（高温、噪声、粉尘、一氧化碳、夜光暴露、倒班）及其交互作用与钢铁工人代谢综合征（Metabolic syndrome,MetS）及组分的关联性,寻找影响钢铁工人MetS及组分的优先可干预的职业环境因素;2探讨昼夜节律相关基因（CLOCK、RORA和PER2）、相关激素受体基因（MTNR1A和MTNR1B）多态性及其单体型与钢铁工人MetS的关联性,为钢铁工人MetS发生的遗传流行病学机制的研究提供线索;3探讨昼夜节律相关基因、相关激素受体基因多态性之间及其与职业有害因素暴露组之间的交互作用与钢铁工人MetS的关联性,为钢铁工人MetS发生的遗传和环境因素共同作用机制的研究提供线索。方法 1基于课题组在2017年2月至2017年6月建立的京津冀地区职业人群健康效应队列研究的基线资料,采用横断面研究设计,以问卷及体检信息完整的7664名钢铁工人作为研究对象。其中个体的机体因素、行为生活方式、社会经济和工作情况采用调查问卷收集;职业危害因素暴露量通过现场卫生学调查收集;血压、血糖、血脂和高密度脂蛋白胆固醇等生化指标通过实验室检测收集;人体测量学指标（腰围、腹围和颈围等）通过体格检查获取。以有害因素暴露组作为主要研究因素,采用限制性三次性样条函数（Restricted cubic spline,RCS）探索有害因素暴露组和MetS的剂量反应关系,采用非条件logistic回归方法分析有害因素暴露组和MetS的关联性（包括累积效应和交互效应）,并使用健康危险因素评分法（Health risk factor score,HRFS）探讨职业有害因素联合暴露对MetS的影响。2采用病例对照研究方法,使用SAS9.4编程从7664人中根据纳入和排除标准选择621名患MetS的职工作为病例组,选择898名与病例年龄和性别匹配的健康职工作为对照组。使用聚合酶链式反应—限制性片段长度多态性检测CLOCK（rs6850524和rs1801260）、RORA（rs8034880）、PER2（rs934945和rs2304672）、MTNR1A（rs2119882）和MTNR1B（rs10830963和rs1387153）基因多态性。使用非条件logistic回归方法分析不同遗传模型下昼夜节律相关基因与MetS之间的关联性。3采用病例对照研究方法,使用对数线性模型分析职业有害因素暴露组和昼夜节律相关基因两两之间的相乘和相加交互及其累积效应;采用广义多因子降维（Generalized multifactor dimensionality,GMDR）方法分析职业有害因素暴露组和昼夜节律相关基因之间的高维交互作用。结果 1横断面研究结果显示:1)钢铁工人MetS的患病率为37.0%,其中男性患病率为37.9%,女性患病率为26.1%;MetS组分中,腹型肥胖、甘油三酯升高、高密度脂蛋白胆固醇降低、血压升高和血糖水平升高的职工分别占46.6%、32.2%、21.4%、57.9%和60.8%。2)剂量反应关系分析结果显示:校正可能的混杂因素后,加权倒班作业指数（Weighted shift index,WSI）与钢铁工人MetS之间呈现线性剂量反应关系（总体关联性检验x2=9.351,P=0.025;非线性检验x2=0.180,P=0.915）;高温累积暴露量与钢铁工人MetS之间呈现线性剂量反应关系（总体关联性检验x2=8.611,P=0.035;非线性检验x2=0.532,P=0.766）;噪声累积暴露量与钢铁工人MetS之间呈现非线性剂量反应关系（总体关联性检验x2=21.400,P<0.001;非线性检验x2=7.182,P=0.028）;未发现粉尘累积暴露量与钢铁工人MetS之间有关联（总体关联性检验x2=2.910,P=0.406;非线性检验x2=0.582,P=0.746）;CO累积暴露量与钢铁工人MetS之间呈现非线性剂量反应关系（总体关联性检验x2=10.070,P=0.018;非线性检验x2=8.071,P=0.017）。3)有害因素暴露组与钢铁工人MetS多因素分析结果显示:与参照组（WSI<551.278天）相比,钢铁工人WSI指数在551.278～1475.082、1475.082～2384.207和≥2384.207天组时,其患MetS风险的OR（95%CI）值分别为1.075（0.929～1.243）、1.088（0.938～1.262）和1.204（1.037～1.397）;与参照组（<393.270℃·年）相比,钢铁工人高温累积暴露量在393.270～619.876,619.876～769.623和≥769.623℃·年组时,其患MetS风险的OR（95%CI）值分别为1.096（0.923～1.301

关键词： 抑郁症   昼夜节律紊乱   静息态功能磁共振   TPH2基因多态性  

摘要： 目的:既往对于抑郁症昼夜节律紊乱的研究提示中枢5-HT(5-hydroxytryptamine,5-羟色胺)系统可能参与昼夜节律的调节,但具体机制仍然不清。中枢5-HT系统可能通过影响SCN(suprachiasmatic nucleus,视交叉上核)的协调功能参与昼夜节律的调节。本文从昼夜节律紊乱的角度探讨伴早醒症状抑郁症患者的遗传易感性和相应的静息态磁共振脑影像学特征,以期探索与抑郁症睡眠相关的昼夜节律紊乱有关的遗传学基础及脑功能改变。方法:从南京医科大学附属脑科医院招募符合入组标准的被试共249人,其中抑郁症患者185人,健康对照64人。根据汉密尔顿抑郁量表第6项早醒评分对患者进行分组:评分≥1分者为伴早醒症状抑郁症组(早醒组,n=123),而0分者为不伴早醒症状抑郁症组(非早醒组,n=62)。采集被试静脉血及静息态功能磁数据,数据处理及分析方法如下:1 TPH2基因多态性与抑郁症睡眠相关的昼夜节律紊乱的关联研究使用二代测序对TPH2基因的6个候选位点进行测序,根据分组情况在PLINK软件内建立逻辑回归模型探索与抑郁症早醒症状相关的风险位点,以性别、年龄、婚姻状态、受教育年限及家族史作为协变量。使用Bonferroni法进行多重比较矫正,得到具有统计学差异的位点。2 TPH2基因rs4290270位点多态性对抑郁症患者的静息态脑功能特征的影响2.1携带与不携带风险等位基因型患者静息态磁共振功能连接间的差异在Matlab软件中对所获脑影像学数据经头动校正、配准、分割、空间标准化等预处理后,从全脑活动协调性的角度考虑,计算双侧SCN对全脑其他体素的FC(functional connectivity,功能连接)值。根据所获位点的基因分型进行分组,使用双样本t检验分析携带与不携带风险等位基因患者组间FC值的差异。使用Alphasim法进行多重比较校正,得到具有有统计学意义的脑区。2.2携带与不携带风险等位基因型患者视觉网络功能连接动态属性的差异以滑动时间窗算法对预处理后所获时间序列进行处理,得到交叠的子时间序列矩阵。使用LASSO模型对矩阵进行稀疏后构建动态功能连接矩阵。使用动态模块化算法对每个窗的功能连接进行模块划分,按节点间连接的紧密程度分至同一模块或者不同模块。根据模块划分矩阵,进一步定义某个脑区的模块转换频率为flexibility值,某些脑区划分到同一个模块的概率为这些脑区的MA(module allegiance,模块忠诚度)值。患者分组情况同上,在Matlab软件中使用置换检验对所获得的视觉网络16个节点的flexibility值及视觉网络MA值进行比较,以P<0.05为存在显著性差异。使用Bonferroni法进行多重比较校正。3探讨静息态磁共振功能连接特征在rs4290270位点多态性与抑郁症患者临床表型之间的中介效应以第一步所得位点分型数据作为自变量(X),作为内表型的异常静息态磁共振指标分别做为中介变量(M),反映临床表型的量表评分别作为因变量(Y),在R软件中使用mediate包构建中介效应模型,以探索风险等位基因、部分脑区的异常影像学特征及临床特征三者之间潜在的联系。结果:1 TPH2基因多态性与抑郁症睡眠相关的昼夜节律紊乱的关联研究所有被检测的位点都符合分析要求。在抑郁症组与健康对照组中,rs4290270位点显示出关联趋势(P=0.0167),但是未能通过Bonferroni校正。进一步根据特征性症状进行分层后,该位点多态性对抑郁症早醒症状的作用具有统计学意义(P=0.0047;OR=2.0270);风险等位基因型为T)。并且,该位点在非早醒组中未显示出作用(P=0.1750;OR=1.4890)。2 TPH2基因rs4290270位点多态性对抑郁症患者的静息态脑功能特征的影响2.1携带与不携带风险等位基因型患者静息态磁共振功能连接间的差异共158例静息态功能核磁共振数据通过了数据质量控制,其中A等位基因型患者组为58例,携带T等位基因型组为100例。与A等位基因型组比,携带T等位基因组患者右侧SCN到右侧梭状回(34,-4,-44)和右侧额中回(50,46,4)的FC值增高;左侧SCN到右侧舌回(12,-60,6)和左侧距状裂(-26,-58,6)的FC值降低。所有结果均通过Alphasim多重比较校正。2.2携带与不携带风险等位基因型患者视觉网络功能连接动态属性的差异与A等位基因型组比,携带T等位基因型组右侧梭状回(30,-42,-15;P=0.0029)flexibility值在A、携带T等位基因组患者间的差异具有统计学意义,通过Bonferroni多重比较校正。视觉网络内MA值(P=0.031)在组间也具有统计学差异。3探讨静息态磁共振功能连接特征在rs4290270位点多态性与抑郁症患者

关键词： 哺乳动物   视交叉上核   细胞类型   基因表达   昼夜节律   调控机制  

摘要： 位于下丘脑腹侧部位的视交叉上核(Suprachiasmatic nucleus，SCN)是哺乳动物中控制昼夜节律的核心核团。但是对于组成SCN的细胞类型以及不同细胞类型对于昼夜节律的维持和调控的作用尚缺乏系统性的研究。本工作利用单细胞测序技术将小鼠的SCN系统性地分为了10种非神经元细胞类型和5种神经元亚型，并且利用了不同的技术平台对5种神经元亚类的分型进行了佐证。通过在单细胞测序的同时引入昼夜节律时间点的信息，得到了不同细胞类型中基因表达随时间的变化情况。在此基础上，通过在主观黑夜的前半夜进行光照刺激，进一步探究了光照调节昼夜节律的细胞类型基础。在本研究中，发现星形胶质细胞中存在广泛的节律基因表达，其中一些星形胶质细胞的经典功能，例如脂类代谢，氨基酸代谢等生物过程都存在昼夜节律。在此启发下，通过微透析技术发现了下丘脑细胞间隙中的谷氨酸浓度存在节律变化。此外，还发现了谷氨酸对于体外培养的星形胶质细胞存在同步化作用。在对SCN的5种神经元亚类的研究中，也发现了5种神经元的节律基因表达不仅存在强弱的差异，也存在时序结构。并且，5种亚类对于光刺激的响应并不相同。最后，通过肽段受体网络的构建和分析对5种神经元在昼夜节律稳态维持和调控中的作用机制进行了阐释。