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基于果蝇模式生物的五味子醇甲改善睡眠作用及作用机制的研究

作　者: 卞宏生
导　师: 李廷利
学　校: 黑龙江中医药大学
专　业: 中医学
关键词: 果蝇睡眠五味子醇甲基因
分类号: R285
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

目的：以果蝇为模式生物,探讨五味子醇甲改善睡眠作用及其作用机制。方法：1.不同日龄野生型Canton S品系黑腹果蝇24h睡眠时间与睡眠——觉醒节律：分别选择2日龄、7日龄、15日龄、30日龄、36日龄、40日龄45日龄和50日龄果蝇作为观察对象,雌雄分组,每组32只。采用果蝇活动监测系统(DAMS),以果蝇睡眠时间和活动次数为评价指标,进行果蝇24h活动的连续监测,分别考察了不同日龄果蝇的24h睡眠时间与睡眠—觉醒节律；2.五味子醇甲对7日龄野生型Canton S品系黑腹果蝇睡眠影响的量效关系研究：选择7日龄果蝇作为观察对象,分为空白组和给药组,每组32只。给药组分别以给药浓度为0.64mg/mL、1.27mg/mL、2.54 mg/mL、5.08 mg/mL和10.16mg/mL的五味子醇甲给药1天,采用果蝇活动监测系统(DAMS),以果蝇睡眠时间和活动次数为评价指标,进行果蝇24h活动的连续监测,探讨五味子醇甲对雌雄果蝇睡眠影响的量效关系研究；3.五味子醇甲对不同日龄的野生型Canton S品系黑腹果蝇24h睡眠时间与睡眠——觉醒节律的影响：分别选择2日龄、7日龄、15日龄、30日龄、40日龄和45日龄果蝇作为观察对象,分为空白组和给药组,每组32只。给药组以实验部分二得出的五味子醇甲最佳给药剂量2.54mg/mL给药1天,采用果蝇活动监测系统(DAMS),以果蝇睡眠时间和活动次数为评价指标,进行果蝇24h活动的连续监测,分别考察了五味子醇甲对不同日龄雌雄果蝇的24h睡眠时间与睡眠——觉醒节律的影响；4.五味子醇甲对7日龄和30日龄野生型Canton S品系黑腹果蝇脑部睡眠行为相关基因表达的影响：分别选择7日龄和30日龄雌果蝇作为观察对象,分为空白组和给药组,每组30只。给药组以实验部分二得出的五味子醇甲最佳给药剂量2.54mg/mL给药1天,采用液氮冷冻法,收集果蝇头部,再以基因芯片技术,研究五味子醇甲对果蝇脑部睡眠行为相关基因表达的影响,并通过生物信息学中数据分析技术探讨五味子醇甲改善睡眠的机制。结果：1、不同日龄果蝇的24h睡眠时间与睡眠——觉醒节律①不同日龄雌雄果蝇的24h睡眠时间不同。随着日龄的增长,雌果蝇昼夜睡眠时间均呈逐渐减少趋势,以白天睡眠时间减少显著；雄果蝇昼夜睡眠时间变化趋势较雌果蝇稳定,呈逐渐减少后略有增多趋势；雌雄果蝇睡眠时间均从30日龄起略有延长。②通过睡眠——觉醒图分析可知,在2-7日龄期间,雌雄果蝇的睡眠——觉醒节律基本相同；自7日龄起,随着日龄增长,雌雄果蝇睡眠——觉醒节律出现差别,雌果蝇以白天活动,夜晚睡眠为主；而雄果蝇昼夜均睡眠。这一现象雌雄果蝇均从30日龄起逐渐显著。随着日龄增长,雌果蝇昼夜活动时间均增多,以白天活动时间增多为主,睡眠趋于片段化,自30日龄起原有的睡眠——觉醒节律(特征：早7点～下午2点和下午5点～晚8点活动,下午2点～下午5点略有睡眠,晚8点～早6点睡眠)逐渐被新的睡眠——觉醒节律(特征：白天12h活动,夜晚12h睡眠)取代。而雄果蝇昼夜活动时间均增多,但活动时间分布较雌果蝇分散,睡眠趋于片段化,自30日龄起原有的睡眠——觉醒节律(特征：早7点～下午2点和下午5点～晚8点活动,下午2点～下午5点睡眠,晚8点～早6点睡眠)逐渐被新的睡眠——觉醒节律(特征：活动与睡眠交替且散乱分布)取代。2、五味子醇甲对7日龄果蝇睡眠影响的量效关系①0.64mg/mL～10.16mg/mL给药浓度的五味子醇甲,给药1天均可明显缩短雌雄果蝇白天12h的睡眠时间(p<0.01)；当给药浓度达到2.54mg/mL时,可以明显缩短雌雄果蝇夜晚12h的睡眠时间(p<0.05)。②通过睡眠——觉醒图分析可知,五味子醇甲主要通过增加雌果蝇白天连续活动时间,减少睡眠片段化,来影响果蝇的睡眠时间。而对雄果蝇而言,五味子醇甲主要通过增加昼夜连续活动时间,减少睡眠片段化,来影响果蝇睡眠时间。这种作用现象均以给药浓度达到2.54mg/mL时最明显。3、五味子醇甲对不同日龄果蝇的24h睡眠时间与睡眠——觉醒节律的影响①2.54mg/mL给药浓度的五味子醇甲,给药1天对不同日龄雌雄果蝇睡眠时间均有减少作用(p<0.01),但对雌雄果蝇的睡眠趋势没有影响。②通过睡眠——觉醒图分析可知,与空白组比较,给药组雌雄果蝇的昼夜睡眠片段化均减少,均能恢复部分原有的睡眠——觉醒节律(睡眠—觉醒节律部分恢复年轻化),这种现象尤其以30日龄显著。4、五味子醇甲对果蝇脑部睡眠行为相关基因表达的影响①7日龄与30日龄比较,p-value<0.05,上调差异倍数>2的基因有311个,下调差异倍数>2的基因有665个；②2.54mg/mL给药浓度的五味子醇甲,给药1天,7日龄空白组与给药组比较,p-value<0.05,上调差异倍数>2的基因有86个,下调差异倍数>2的基因有84个；③2.54mg/mL给药浓度的五味子醇甲,给药1天,30日龄空白组与给药组比较,p-value<0.05,上调差异倍数>2的基因有117个,下调差异倍数>2的基因有77个。结论：1、不同日龄雌雄果蝇的24h睡眠时间和睡眠——觉醒节律均不同。2、改善雌雄果蝇睡眠——觉醒节律的最佳给药剂量为2.54mg/mL给药浓度的五味子醇甲(给药1天)。3.2.54mg/mL给药浓度的五味子醇甲给药1天对不同日龄果蝇睡眠——觉醒节律影响不同,随着日龄增长,五味子醇甲对雌雄果蝇均表现出恢复部分原有的睡眠——觉醒节律的作用(睡眠——觉醒节律恢复年轻化)。4、7日龄和30日龄果蝇睡眠调节方式不同。与7日龄果蝇比较,30日龄果蝇Or9a、Or67a等基因上调,而cry等基因下调。5、五味子醇甲对不同日龄果蝇睡眠作用的调节方式不同。7日龄组是以tim、per、vri等基因为主要参与者,多基因共同调节的结果。30日龄组是以Gr98d和Gr93b等基因为主要参与者,多基因共同调节的结果。

全文目录

缩略语表  4-5
中文摘要  5-8
ABSTRACT  8-13
前言  13-14
文献综述  14-30
  1 果蝇作为模式生物的简介  14-20
    1.1 模式生物的定义  14
    1.2 模式生物的优势  14
    1.3 果蝇作为模式生物的优势  14-17
    1.4 果蝇作为模式生物历史和现状  17-20
  2 果蝇作为睡眠研究的模式生物的现状  20-25
    2.1 睡眠研究的新型模式生物  20-21
    2.2 果蝇作为睡眠模式生物的优势  21-23
    2.3 果蝇在睡眠行为学研究中的进展  23-24
    2.4 基因芯片技术在果蝇睡眠研究中的应用  24-25
  3 五味子醇甲研究现状  25-27
    3.1 五味子药材的来源  25
    3.2 五味子醇甲的理化性质  25-26
    3.3 五味子醇甲药理作用研究  26-27
  4 本课题研究思路  27-30
实验部分  30-67
  一、不同日龄野生型Canton S品系黑腹果蝇24h睡眠时间与睡眠——觉醒节律  30-38
    1 实验材料  30
    2 实验环境  30
    3 实验方法  30-33
    4 实验结果  33-38
  二、五味子醇甲对7日龄野生型Canton S品系黑腹果蝇睡眠影响的量效关系研究  38-46
    1 实验材料  38
    2 实验环境  38
    3 实验方法  38-40
    4 实验结果  40-46
  三、五味子醇甲对不同日龄的野生型Canton S品系黑腹果蝇24h睡眠时间与睡眠——觉醒节律的影响  46-55
    1 实验材料  46
    2 实验环境  46
    3 实验方法  46-47
    4 实验结果  47-55
  四、五味子醇甲对7日龄和30日龄野生型Canton S品系黑腹果蝇脑部睡眠行为相关基因表达的影响  55-67
    1 实验材料  55-56
    2 实验环境  56
    3 实验方法  56-58
    4 实验结果  58-67
讨论  67-75
结论  75-76
展望  76-77
参考文献  77-84
致谢  84-86
攻读硕士学位期间发表的论文  86-87
个人简历  87

基于果蝇模式生物的五味子醇甲改善睡眠作用及作用机制的研究

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