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本研究分为二部分:
第一部分:维生素A缺乏大鼠实验模型的建立
目的:建立维生素A缺乏(VitaminADeficiency,VAD)幼鼠实验模型,为维生素A缺乏的进一步研究提供合适的实验对象。
方法:取出生30天的清洁级Wistar雌鼠20只,饲养于开放系统,实验组10只,对照组10只。按照AIN-76TM配方配制VAD饲料,VAD饲料通过HPLC检测维生素A的含量;实验组饲喂VAD饲料,对照组饲喂正常饲料;饲喂两个月后同健康Wistar雄鼠交配,观察实验组和对照组幼鼠的出生率、发育过程中死亡率以及出生后的生长曲线。
结果:VAD饲料经高效液相色谱(HighperformanceLiquidChromatography,HPLC)检测,维生素A含量为4μg/100g,证实饲料VAD。VAD饲料饲养8W后,出现维生素A缺乏症状,表现为毛色无光泽,神情淡漠,不活跃,眼角周围有分泌物,发红,感染等。实验组母鼠平均产仔4.7±3.68只,明显低于对照组平均产仔15.60±1.07只(P<0.001):发育的过程中实验组子鼠死亡率19.1%明显高于对照组死亡率0.6%(P<0.001);实验组子鼠生长曲线较平坦,生后各时间点体重均较对照组低(P<0.001)。
结论:本研究成功建立了幼鼠维生素A缺乏模型,适合用来研究先天性维生素A缺乏仔鼠的生长发育相关的可能生物学机制。对先天性VAD幼鼠生长发育的连续观察,为VAD幼鼠的研究提供了可能的生长发育指标。本模型操作简便,可重复性佳。
第二部分:Fut8在VAD初生鼠心脏主动脉中的变化及意义
目的:研究α-1,6岩藻糖基转移酶(α-1,6fucosyltransferase,α-1,6FucT,Fut8)在VAD幼鼠心脏主动脉中的表达特征;探讨VAD对大鼠心血管发育的影响及其在糖分子水平上的可能生物学机制。
方法:实验组(VAD组)和正常对照组初生幼鼠分别于各发育时间点颈椎脱臼法处死,收集实验组和对照组出生后(1d,10d,20d,30d,60d)的心肌及主动脉组织。另外分别取出生1天和10天的两组中的初生鼠的心脏及主动脉组织,放入预冷的4%多聚甲醛固定,石蜡包埋切片后,用HE(苏木素-尹红)染色观察缺维生素A初生大鼠的心肌及其大血管的形态变化;用免疫组化染色检测α-1,6FucT在出生后10天幼鼠心肌及其主动脉中的表达情况;采用逆转录聚合酶链反应(ReverseTranscription-PolymeraseChainReaction,RT-PCR),检测实验组和对照组初生鼠的心脏不同大血管发育点的α-1,6FucT基因(Fut8)在转录水平上的表达特征。采用LCA(小扁豆凝集素)凝集素印迹方法检测实验组和对照组初生鼠10d时心血管在蛋白水平上α-1,6FucT的表达特征。
结果:心肌及心血管的HE染色显示VAD组幼鼠的心肌细胞和对照组比较,VAD组的心肌细胞胞核变疏松;VAD组幼鼠的血管内皮细胞变得不规则,散乱。免疫组化染色显示α-1,6FucT在血管中主要在血管内皮细胞上表达,VAD组免疫组化相对信号强度201.33±8.96,对照组为123.67±5.51,VAD组明显高于对照组(P<0.001)。RT-PCR检测显示Fut8基因在对照组和VAD组的心血管中均有表达,并且在幼鼠的不同发育阶段中表达无明显差异:但是在同等上样量的情况下,VAD组Fut8的表达高于对照组。LCA凝集素印迹显示在蛋白水平上,正常对照组10d血管组织和VAD组10d血管组织中的糖蛋白均可表达,但是VAD组中表达更强。
结论:当维生素A缺乏时,出生后的幼鼠心肌及主动脉的细胞形态和正常组有明显差异,提示维生素A缺乏时在细胞水平对心血管的发育有影响,幼鼠死亡率高可能与此有关。维生素A缺乏可以上调fut8的表达,说明细胞表面糖蛋白过度岩藻糖基化,可能影响细胞表面不同种类糖基化平衡及生物学行为,影响细胞间及细胞与基质问粘着,这可能与维生素A缺乏所致心血管发育异常有关,但具体机制还有待进一步研究证实。