尿酸抗秀丽隐杆线虫衰老作用及其机制研究

摘要

目的：本实验以秀丽隐杆线虫为模式生物，首先对化合物进行筛选，发现具有抗衰老特性的化合物尿酸。随后，我们利用带有不同突变基因或者GFP(Green Fluorescent Protein)的线虫株对尿酸延长寿命的作用机制进行研究，进而找到尿酸延缓衰老的作用机理。　　方法：将化合物配制成稳定的溶液。化合物溶液加入到NGM(Nematode Growth Media)板上。将线虫转入到带有化合物的板上实现线虫的平板给药。首先检测尿酸的抗氧化性，验证尿酸在线虫体内能够发挥抗氧化作用。之后通过给予线虫不同浓度的尿酸处理，观察线虫的寿命变化情况，进而找出延长寿命效果最好的浓度。接着，通过对不同的突变株给予尿酸的处理，分析结果后找出可能相关的信号通路，再对相关的线虫株进行尿酸处理及分析，验证通路的正确性。　　结果：本论文利用秀丽隐杆线虫对化合物进行筛选，发现人体内嘌呤代谢的最终产物尿酸，可增强氧化应激的抵抗力并延长秀丽隐杆线虫的寿命。而对其机制的研究发现，尿酸影响多条衰老相关信号通路，并诱导许多寿命延长相关基因的上调，最终实现对线虫寿命的延长。我们发现，转录因子DAF-16/FOXO，SKN-1/NRF2和HSF-1都有助于尿酸引起的寿命延长。我们的结果显示，尿酸通过调节生殖信号和胰岛素/IGF-1信号传导(IIS)途径诱导寿命延长；此外，我们还发现线粒体功能在尿酸介导的寿命延长中同样起重要作用。　　结论：综上所述，我们的数据表明，人体内嘌呤代谢的中间产物尿酸能够延长秀丽隐杆线虫寿命。部分是因为其抗氧化特性，并通过调节IIS和生殖信号通路，从而激活转录因子DAF-16，HSF-1和SKN-1的功能，最终延长线虫的寿命。

目录

声明

第一章 前言

1.1 衰老与疾病

1.2 线虫作为模式生物的优点

1.3 衰老相关通路的研究

1.3.1 荷尔蒙信号通路

1.3.2 节食相关信号通路

1.3.3 生殖系统相关信号通路

1.3.4 线粒体呼吸相关信号通路

1.4 尿酸的药理作用及相关研究的进展

1.4.1 尿酸的药理作用

1.4.2 尿酸的研究进展

第二章 实验材料、实验试剂和仪器

2.1 实验材料

2.1.1 线虫株

2.1.2 主要的实验试剂

2.1.3 实验仪器

第三章 研究方法

3.1 实验线路图

3.2 实验方法

3.2.1 OP50的冻存、培养及灭菌

3.2.2 含OP50的平板的制备

3.2.3 含有化合物尿酸的处理板的制备

3.2.4 线虫的冻存

3.2.5 线虫的复苏

3.2.6 线虫的裂解

3.2.7 线虫的鉴定

3.2.8 线虫的同步化及铺板

3.2.9 线虫的寿命实验

3.2.10 百草枯抗逆特性的测定

3.2.11 细胞内ROS 积累水平的检测

3.2.12 聚谷氨酰胺蛋白聚集的检测

3.2.13 聚谷氨酰胺蛋白聚集点的检测

3.2.14 热激蛋白相关转基因线虫株荧光检测

3.2.15 RNAi 菌落的培养

3.2.16 单克隆菌落的鉴定

3.2.17 单克隆菌落的扩大培养

3.2.18 RNAi 的寿命实验

3.2.19 蛋白样品的制备

3.2.20 Western Blot

3.2.21 线虫RNA 的提取

3.2.22 定量RT-PCR 测定

3.2.23 咽泵实验

3.2.24 产卵实验

3.2.25 运动情况实验

3.2.26 热激筛选化合物

第四章 实验结果

4.1 尿酸延长线虫的寿命并改善线虫的健康

4.2 尿酸通过激活SKN-1/NRF2延长寿命

4.3 尿酸通过IIS信号通路延长寿命

4.4 尿酸通过调节生殖信号通路延长线虫的寿命

4.5 尿酸通过与线粒体有关的信号传导途径延长寿命

第五章 讨论

第六章 结论

参考文献

附录

附表1

附表2

缩略词表

攻读学位期间发表的学术论文及研究成果

致谢