基于暈動癥易感性模型的差異表達基因篩選與驗證.pdf

1、暈動癥(motion sickness，MS)是人體暴露于異常加速度環(huán)境，以植物神經(jīng)反應為主的多系統(tǒng)反應。前期研究表明，性別和年齡在暈動癥易感性方面起到了關鍵作用;暈動癥易感性流行病學調(diào)查顯示，遺傳因素對于暈動癥也具有重要意義;但性別、年齡、遺傳等相關因素是通過何種途徑和機制影響暈動癥易感性的，至今沒有明確的研究報告。前庭器官受到刺激后，可導致前庭核神經(jīng)元過度興奮，從而激活前庭-內(nèi)臟反射通路和前庭應激通路，使血漿激素水平以及神經(jīng)元活性發(fā)

2、生改變，但前庭核對暈動癥易感性個體差異的影響機制尚不明確。本研究在建立動物暈動癥模型的基礎上觀察旋轉(zhuǎn)后大鼠的胃腸道反應（條件性張口和排便反應）、自發(fā)活動和平衡能力變化、血漿激素水平和腦內(nèi)Fos蛋白表達水平的改變，初步判斷前庭-內(nèi)臟反射通路在暈動癥性別、月齡易感性中的差異;通過易感性篩選獲得暈動癥易感組和不易感組大鼠，進一步進行前庭核易感性差異表達基因的篩選;最后檢測Olr81受體下游信號通路活性和人同源OR52J3單核苷酸多態(tài)性與暈動癥

3、易感性的關系，并通過體外細胞實驗驗證其基因多態(tài)性與暈動癥易感性的關系。
　　實驗內(nèi)容:
　　1、觀察SD大鼠暈動癥易感性性別月齡分布及與前庭-內(nèi)臟通路活性的關系
　　觀察旋轉(zhuǎn)所致的不同性別（雌雄）、月齡（少年:1月齡和2月齡;青年:4月齡和5月齡;中年:13月齡和14月齡）大鼠條件性張口、排便發(fā)應、自發(fā)活動、平衡能力以及血漿激素水平和腦區(qū)Fos蛋白的改變;
　　2、建立4月齡雄性SD大鼠暈動癥易感性模型，篩選并驗

4、證前庭核表達的與暈動癥易感性相關的基因
　　通過建立暈動癥易感性模型，使用基因芯片篩選前庭核內(nèi)差異表達基因并經(jīng)PCR實驗驗證，然后通過藥理學實驗（Elvax前庭核給藥）確定候選基因;
　　3、Olr81下游信號通路活性及其基因多態(tài)性對暈動癥易感性的影響
　　免疫組化實驗驗證Olr81及其下游特異性G蛋白(Gαolf)在前庭核的分布;不同易感組大鼠旋轉(zhuǎn)后檢測Olr81下游信號通路關鍵酶活性和第二信使表達水平;以及通過人群

5、試驗，對Olr81人同源受體OR52J3的基因型和單核苷酸多態(tài)性進行檢測;經(jīng)體外細胞實驗驗證OR52J3單核苷酸多態(tài)性與暈動癥易感性的關系。
　　實驗結果:
　　1、與少年和青年組大鼠相比，旋轉(zhuǎn)對中年大鼠條件性張口以及排便反應無影響，且中年大鼠條件性張口次數(shù)和排便顆粒數(shù)明顯下降;條件性張口未發(fā)現(xiàn)性別差異，但從排便反應上看，可發(fā)現(xiàn)1月齡、4月齡和13月齡雌性大鼠比雄性對暈動癥更易感;旋轉(zhuǎn)下，腎上腺素和去甲腎上腺素水平隨著月齡的

6、增長而升高;旋轉(zhuǎn)可使不同月齡大鼠前庭內(nèi)側(cè)核、前庭脊束核、孤束核、臂旁核、中央杏仁核區(qū)、內(nèi)側(cè)杏仁核、藍斑和下丘腦室旁核的Fos蛋白表達水平顯著增加;4月齡和13月齡大鼠，孤束核和臂旁核的雌性Fos表達比雄性高;13月齡雌性大鼠藍斑和下丘腦室旁核Fos蛋白表達水平比雄性高;
　　2、通過基因芯片，經(jīng)生物信息學分析，篩選得到304條前庭核差異表達基因和10條顯著性代謝通路，確定6個候選基因:嗅覺受體(Olr81)、骨架蛋白(Shc1)、

7、膽堿能受體(nAchRα3)、5-羥色胺4受體(5-HT4R)，速激肽1型受體(NK1R)和γ氨基丁酸A型受體(GABAAα6)。并經(jīng)過PCR對候選基因進行驗證，結果與基因芯片相似;通過藥理學實驗，發(fā)現(xiàn)抑制前庭核Olr81表達后可緩解由旋轉(zhuǎn)所引發(fā)的暈動癥癥狀。
　　3、免疫組化結果可發(fā)現(xiàn)前庭核內(nèi)有Olr81及Gαolf大量表達;暈動刺激可使Olr81下游AC/cAMP/PKA通路活性升高而使PLC(PI3K)/PI3通路活性明顯下

8、降;不同基因型人群對暈動癥易感性不同，通過單核苷酸多態(tài)性檢測發(fā)現(xiàn)人同源OR52J3中rs57026471點突變可能與暈動癥易感性有關，且該突變可顯著提高OR52J3在激動劑作用下的細胞鈣內(nèi)流。
　　實驗結論:
　　1、在大鼠水平上，暈動癥所引起的胃腸道反應（條件性張口與排便）和運動障礙（自主活動減少和平衡能力降低）可隨著月齡的增加而所緩解，13月齡和14月齡的大鼠癥狀最輕;還發(fā)現(xiàn)，暈動癥與前庭-內(nèi)臟反射通路有關，且隨著月齡增