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急性热应激对鹅血清激素水平及肝脏HSP70 基因表达的影响

2015-03-18仲庆振孙泽威娄玉杰

中国兽医杂志 2015年6期
关键词:激素水平肉鸡激素

仲庆振,王 丹,孙泽威,娄玉杰

(吉林农业大学动物科学技术学院,吉林 长春 130118)

作为动物应激反应的主要调控物质,促肾上腺皮质激素、肾上腺皮质激素、甲状腺素、胰高血糖素、生长激素等被称为“应激激素”,并被作为评价机体应激反应强度的客观指标[1]。热应激蛋白70(Heat stress proteins 70,HSP70),可调节细胞的生理功能,提高细胞对应激源的耐受性[2]。因此,在受到应激刺激时,细胞能否适时产生足量的HSP70 是细胞功能状态和抗应激能力良好的重要生物学标志[3]。

本试验通过放射免疫和实时荧光定量PCR 技术,测定鹅不同时间急性热应激处理血清激素水平和肝脏HSP70 mRNA的表达变化,揭示鹅在急性热处理下鹅应激指示激素和肝脏HSP70 mRNA的动态变化规律,为判断鹅的热应激状态和研究鹅的耐热机理提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验动物与试验设计 选取1 日龄健康仔鹅60 只,随机分成6 组,每组10 只,单笼饲养在环控仓内,自由采食及饮水。随着日龄的增长,逐渐将环境温度下调至(22±1)℃。待饲养至8 周龄时,对照组仍置于(22±1)℃环境中,其余各组鹅突然施于2、4、6、8 h 和10 h(40±1)℃(相对湿度65%)的高温处理,各组处理均在16:00 结束。

1.2 样品采集 处理结束后,试验鹅全部屠宰取全血,室温静置30 min,3 500 r/min 离心10 min 分离血清,-20 ℃保存、待测;取100 mg 左右肝脏迅速投入液氮速冻后置-80 ℃保存待测。

1.3 激素测定 INS、COR、T3、T4的含量采用放射免疫分析法,按试剂盒的说明书进行测定,γ放射免疫计数器为中国科大中佳公司GC-2016 型。

1.4 肝脏HSP70 mRNA测定

1.4.1 总RNA的提取及反转录 利用TRIZol 试剂盒提取总RNA后,使用SYBR ExScriptTMRTPCR Kit(宝生物工程(大连)有限公司)试剂盒进行反转录合成cDNA,-20 ℃保存。

1.4.2 引物设计 根据GenBank发表的鹅HSP70基因序列(序列号:EU680475)和GAPDH 基因序列(序列号:DQ821717),利用Primer Premier 5.0软件设计两对引物,HSP70 F:5′-GGAGACAAGTCCGAGAAT-3′,HSP70 R:5′-GGAGGGATGCCTGTTAGA-3′;GAPDHF:5′-GGTGGTGCTAAGCGTGTCAT-3′,GAPDH-R:5′-CCCTCCACAATGCCAAAGTT-3′。所有引物均由上海生工生物工程技术服务有限公司合成。

1.4.3 实时荧光定量PCR 检测 荧光实时定量PCR在美国产ABI7000 荧光定量分析仪上进行。PCR 反应体系为20 μL,反应液配比为:cDNA模板1.0 μL,上游引物、下游引物各0.4 μL,PremixEx Taq10 μL,灭菌蒸馏水7.8 μL,ROX Reference Dye(50×)0.4 μL。反应条件是:95 ℃预变性30 s,95 ℃5 s,60 ℃30 s,共40 个循环。所有样品检测均设1 个平行样和1 个无模板的阴性对照以排除假阳性结果。获得HSP70 标准方程为:Y=-3.5846Log(X)+27.2794,相关系数为R2=0.9693;内参GAPDH 标准方程为:Y=-3.5086Log(X)+23.8604,相关系数为R2=0.9679。△Ct(CtHsp70-CtGAPDH)与模板倍比稀释浓度的线性方程为:Y=0.018X+3.406,斜率接近0,说明HSP70 mRNA和内参GAPDH 具有相似的扩增效率,可以应用2-△△Ct法对测定结果进行计算分析。

1.5 统计分析 对试验所获得数据采用SPSS13.0统计软件进行单因子方差分析和duncan′s 多重比较,数值以±SD的形式表示。

2 结果

2.1 急性热应激对仔鹅血清几种激素水平的影响 如表1 所示,2 h 热应激处理并未对血清INS水平造成显著影响;从热应激4 h 开始,鹅血清INS水平显著下降(P<0.05),此后随热应激时间延长未再出现显著变化。仔鹅血清COR 浓度从热应激4 h 后开始显著性升高(P<0.05),但热应激处理4、6、8 h 和10 h 之间无显著差异。仔鹅血清T3浓度在热应激处理2 h 以后极显著下降(P<0.01),热应激6 h 和8 h 后降至最低水平。血清T4水平在热应激2 h 后便显著下降,但到热应激10 h后又恢复到对照组水平。

表1 急性热应激条件下仔鹅的血清激素水平

2.2 急性热应激对仔鹅肝脏HSP70 mRNA水平的影响 如图1 所示,仔鹅肝脏HSP70 mRNA水平从热应激2 h 后便开始显著升高,其中热应激2、8 h 和10 h 处理组HSP 70 mRNA表达水平相近,均显著低于热应激4 h 和6 h 组,上述差异均达到了统计学极显著水平(P<0.01)。

图1 H SP70mR NA在热应激处理仔鹅肝脏内的表达水平

3 讨论

3.1 急性热应激对鹅血清激素水平的影响 热应激状态下,交感神经兴奋,肾上腺素和去甲肾上腺素分泌增多,进而抑制胰岛素的分泌[4]。本试验研究结果证实了这一论点,急性热应激4 h 可显著降低仔鹅血清INS水平,但此后再进一步延长热应激时间并未引起INS水平进一步降低。肉鸡热应激方面的研究也得出了相似结论,在短期热应激过程中胰岛素下降,而在长期应激过程中胰岛素水平呈无规律变化[5]。许多研究结果表明,热应激可显著提高动物机体COR 水平[6]。本试验得出相同结论,仔鹅血清COR 浓度在热应激4 h 开始显著升高,但随时间推移,皮质醇含量没有进一步提高。由于本试验仅进行10 h 急性热应激处理,10 h 后鹅血清COR的变化需进一步研究证实。

高温环境中,鸡通过减少甲状腺激素分泌降低自身代谢产热[7]。T3浓度在热应激条件下会迅速下降,为肉鸡热应激敏感指标;T4受热应激后也下降,但反应较T3迟缓,可作为热应激的参考指标[8-9]。本研究中,仔鹅甲状腺功能对热应激也表现出了较高的敏感性,T3、T4水平均在热应激2 h 后便显著下降,进而降低代谢水平,减少体产热以维持体热平衡。但也有研究提出了相反的结论[10]。

3.2 急性热应激对仔鹅肝脏HSP70 mRNA水平的影响 本试验热应激处理2 h,仔鹅肝脏HSP70 mRNA表达量极显著升高,比应激前上升3.57 倍,与许友生(2011)[11]研究结果一致。而王德前(2012)[12]认为,热应激对蛋鸭肝脏中HSP70 mRNA的表达量没有影响。这可能与动物品种、热应激的强度和时间等因素有关。同时本试验发现,肝脏HSP70 mRNA水平6 h 升至最高点,8、10 h 低于6 h 水平,这可能因为HSP70 的表达受到负反馈调控,即高含量的HSP70与HSF结合并抑制HSF的活性,从而减少HSF和HSE的特异性结合,控制热休克基因的进一步转录,也可能由于机体进行自我保护性的调节反应,使机体逐步适应了环境的变化。

4 结论

(40±1)℃不同时间长度的急性热应激处理导致仔鹅生理机能的显著变化,血清COR含量显著上升,INS、T3、T4含量显著下降;热应激下HSP70 基因的表达受热应激调节,诱导表达的HSP70 使机体获得了一定的高温耐受力,对应激起到一定的保护作用。

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