晕船适应大鼠脑干差异表达蛋白质的筛选及鉴定

摘要

晕船是一种常见的航海运动疾病，发病率高。对于作战部队而言，晕船的发生和晕船后导致的体能下降是影响我军广大指战员渡海登陆作战能力的重要因素之一。目前，防治晕船的措施主要有适应性训练、抗晕药物的应用以及心理疏导等辅助措施。其中，适应性训练是一种积极有效的方法，但是这种适应在停止锻炼以后，获得的适应能力会逐渐减退直至消失，同时，不同个体在适应性获得的时间上也存在很大差异。因此，探讨晕船适应产生的机制对于有效提高晕船适应能力具有重要的理论和实践意义，更具有重要的军事意义。迄今为止，关于晕船适应性研究，主要集中在适应规律和机体的生理变化方面，适应机理方面的研究还不多见。为此，本课题拟在已成功建立晕船适应大鼠脑干cDNA差减文库的基础上，运用双向电泳和生物质谱技术，对晕船适应大鼠与不适应大鼠脑干差异蛋白质进行筛选和鉴定，并对部分晕船适应差异表达的蛋白质功能进行研究，以期从蛋白质水平探讨晕船适应产生的机制，为有效提高晕船适应能力提供新途径。 研究目的: 运用蛋白质组学技术，建立晕船适应大鼠与不适应大鼠脑干总蛋白质的双向电泳图谱，鉴定并研究部分差异表达蛋白，以探讨晕船适应的可能机制。 研究方法: 1.晕船适应大鼠动物模型的复制 健康SD雄性大鼠50只，根据接受模拟晕船刺激21d后是否异嗜高岭土及异嗜高岭土量的变化趋势筛选出晕船适应组大鼠和晕船不适应组大鼠，另设未接受模拟晕船刺激的正常大鼠作为空白对照组(n=10)。观察并记录模拟晕船刺激期间大鼠高岭土和饲料的摄入量、体增重以及行为学变化。 2.晕船适应大鼠与晕船不适应大鼠脑干差异表达蛋白质的筛选和鉴定 采用2-DE技术，分别分离晕船适应组大鼠与晕船不适应组大鼠脑干蛋白(n=6)，建立晕船适应大鼠与晕船不适应大鼠脑干总蛋白的双向电泳图谱，凝胶银染显色，PDQUEST软件分析选择部分差异大于2.5倍或小于0.4倍的蛋白质点进行肽指纹图谱鉴定和数据库搜索。 3.晕船适应大鼠脑干组织中GS的表达和氨基酸含量的变化 采用WesternBlot技术对晕船适应组大鼠与晕船不适应组大鼠脑干差异表达的蛋白质GS进行研究验证，并对各组大鼠脑干组织中GS活力，兴奋性氨基酸谷氨酸(Glu)、天冬氨酸(Asp)与抑制性氨基酸γ-氨基丁酸(GABA)、甘氨酸(Gly)含量变化进行了检测。 研究结果: 1.晕船适应大鼠动物模型的复制 适应性饲养1w中，60只大鼠不食或仅食少量高岭土，无显著差异(P＞0.05)。模拟晕船刺激21d后，晕船适应组大鼠异嗜高岭土量经历了一个由少到多又逐渐回落的过程；晕船不适应组大鼠从刺激的第3d开始异嗜高岭土量显著增加，并始终维持在一个较高的水平，与对照组比较差异显著(P＜0.05或P＜0.01)。 模拟晕船刺激21d后，各组大鼠饲料摄入量与体增重组间比较未见统计学差异(P＞0.05)。 在模拟晕船刺激前期，大鼠多表现出反应迟钝、活动明显减少等中枢神经系统的抑制症状。随着模拟晕船刺激天数的增加，晕船适应组大鼠的这种中枢神经抑制症状得以缓解；而晕船不适应组大鼠中枢神经抑制症状没有得到有效缓解。 2.晕船适应大鼠与晕船不适应大鼠脑干差异表达蛋白质的筛选和鉴定 运用2-DE技术获得的晕船适应组与晕船不适应组大鼠脑干双向电泳图谱结果表明，2组大鼠脑干中性和碱性蛋白偏多，酸性蛋白偏少，相对分子质量主要集中在31000～97400，蛋白质斑点数目分别为(1096±12)个和(1147±16)个。其中，晕船适应组大鼠脑干蛋白质表达上调的有21个，下调的有39个，2组图谱中未见明显增加或缺失的蛋白质点。 由PMF鉴定的16个蛋白质点中，11个蛋白质表达上调：泛素羧基末端水解酶PGP9.5(ubiquitincarboxyl-terminalhydrolasePGP9.5，UCH-Ll)、谷氨酰胺合成酶(glutaminesynthetase，GS)、苹果酸脱氢酶(malatedehydrogenase)、硫氧还蛋白过氧化物酶1(peroxiredoxin1，Prxl)、硫氧还蛋白过氧化物酶2(peroxiredoxin2，Prx2)、血红素加氧酶1(hemeoxygenase1，HO-1)、低分子质量神经丝(lightmolecular-weightneurofilament，NF-L)、肝再生相关蛋白(liverregeneration-relatedproteinLRRG03)、similartosirtuin和hypotheticalproteinXP346711；5个蛋白质表达下调：M1型丙酮酸激酶(M1pyruvatekinase)、磷酸甘油酸变位酶B(phosphoglyceratemutaseisozymeB，PgamB)、磷酸丙糖异构酶1(Tpil)、线粒体电压依赖型阴离子通道1(mitochondrialvoltagedependentanionchannel1，VDAC1)和碳酸酐酶2(carbonicanhydrase2，CAⅡ)。 3.晕船适应大鼠脑干组织中GS的表达和氨基酸含量的变化 大鼠脑干组织总蛋白经WesternBlot验证和GS活力测定，结果显示晕船适应组大鼠脑干组织中GS表达量和GS活力明显高于晕船不适应组大鼠。 对各组大鼠脑干组织Glu、Asp、GABA和Gly含量的检测结果表明，晕船适应组大鼠脑干Glu含量显著高于晕船组与晕船不适应组大鼠(P＜0.01或P＜0.05)，与对照组比较无显著差别(P＞0.05)；Asp含量在晕船组、晕船适应组和晕船不适应组大鼠之间无显著差别(P＞0.05)，但均显著高于对照组(P＜0.01)；GABA和Gly含量在各组大鼠之间比较未见统计学差异(P＞0.05)。 结论 1.大鼠晕船适应动物模型的复制是成功的。 2.大鼠对晕船适应后，能够诱导脑干蛋白质组的改变，其差异表达蛋白质分别与能量代谢、氧化应激、泛素系统、神经递质调节等因素有关。 3.兴奋性氨基酸Glu可能在晕船适应产生的过程中可能发挥重要作用。

目录

文摘

英文文摘

独创性声明及学位论文使用授权书声明

英文缩略词表

前言

第一部分 晕船适应大鼠动物模型的复制

第二部分 晕船适应大鼠与不适应大鼠脑干差异表达蛋白质的筛选和鉴定

第三部分 晕船适应大鼠脑干谷氨酰胺合成酶的表达和氨基酸含量变化

全文总结

参考文献

致谢

综述蛋白质组学相关技术及应用

附录博士在读期间发表文章