灯盏细辛血管保护作用及南方红豆杉等叶绿体基因组研究

灯盏细辛血管保护作用及南方红豆杉等叶绿体基因组研究

论文摘要

高脂血症(Hy percholesterolemia)是引起动脉粥样硬化(Atherosclerosis)等心血管疾病发生、发展的主要危险因素之一,与血管内皮细胞功能受损有关。灯盏细辛是菊科飞蓬属多年生植物短葶飞蓬Erigeron breviscapus (Vant.) Hand.-Mazz的干燥全草,其活性成分灯盏乙素(Scutellarin)在临床上多用于治疗脑血管意外引起的脑部缺血及其后遗症状。本文预测了灯盏细辛的适宜生态产地,研究了灯盏乙素对高胆固醇饮食所致高脂血症大鼠的血管影响作用,为灯盏细辛的生产布局以及灯盏乙素调节异常血脂功能和延缓动脉粥样硬化、维持血管正常功能状态提供了实验依据。本实验喂食大鼠高胆固醇饮食(基础饲料添加1%胆酸、2%胆固醇和5.5%花生油),造成大鼠高脂血症模型,同时对各高胆固醇饮食组大鼠灌胃给予30、100和300mg/kg/day不同剂量的灯盏乙素,观察灯盏乙素对造模大鼠在调节血脂、抗氧化能力、乙酰胆碱所致的离体血管舒张、乙酰胆碱所致离体血管NO释放量、胸主动脉内皮一氧化氮合酶活性及其基因表达等方面的影响。结果表明:(1)灯盏乙素能显著降低高胆固醇饮食所致大鼠的血清和肝脏组织总胆固醇升高,降低升高的肝脏总甘油三酯水平,恢复血清和肝脏组织中降低的高密度脂蛋白含量,减轻模型动物高脂血症症状,通过改善高脂血症大鼠的血脂代谢异常,阻断血管壁血脂沉积,达到延缓血管壁功能障碍,保护血管目的。(2)乙酰胆碱引起的血管舒张作用是一个浓度依赖的过程,胆固醇饮食对血管内皮有不同程度的损伤作用。灯盏乙素各个给药组能够纠正血管内皮细胞功能异常,对高胆固醇饮食引发的高脂血症大鼠模型血管内皮依赖性舒张功能有一定的保护作用。(3)灯盏乙素能上调模型组动物被抑制的eNOS基因表达,促进eNOS酶活力,增加NO释放量,从而改善血管内皮功能,延缓动脉粥样硬化,达到高脂血症模型动物血管保护作用。(4)灯盏乙素具有大量清除DPPH自由基的能力,能显著改善血清和肝脏组织中谷胱甘肽过氧化物酶活性,降低血清和肝脏脂质过氧化物MDA含量。提示灯盏乙素是一种有效的抗氧化剂,其体内抗氧化作用可能通过直接作用于过氧化物实现,通过减轻脂质过氧化物对血管壁的刺激来达到保护血管功能的目的。叶绿体基因组是叶绿体间质中所含的全部环状DNA分子,由于其高度的保守性和具备母系遗传的特性,可用于系统进化、基因工程和物种鉴定等领域。但目前可供研究的叶绿体基因组很少,在将近40万物种的植物界,截至2011年5月,只得到213条完整的叶绿体基因组序列(其中182条属于绿色维管植物),严重阻碍了植物叶绿体基因组学的进一步发展。本实验在已有工作的基础上,优化出一种简便、快速、高效的叶绿体基因组DNA提取方法,通过454测序平台,采用多标签平行测序方法,进行De Novo和Reference Mapper方法拼接组装,得到了完整的南方红豆杉(Taxus chinensis var. mairei (Lemee et Levl.) Cheng et L. K. Fu)和苏铁(Cycas revoluta Thunb.)的叶绿体基因组序列。对序列进行验证和注释分析后,得到南方红豆杉全长127,663bp,与其他陆地植物相比,缺少一个大的反向重复区域(Inverted Repeat, IR),导致无法区分其小单拷贝区(Small Single Copy Region, SSC)和大单拷贝区(Large Single Copy Region, LSC).南方红豆杉的GC含量为34.72%,是目前已测序裸子植物叶绿体基因组序列中GC含量最低的物种。南方红豆杉包含113个基因,其中109个是单拷贝基因,另外4个基因是各有2个拷贝的tRNA基因,分别是trnl-CAU和trnQ-UUG。它有4个核糖体RNA (rRNA)基因,29个转运RNA (tRNA)基因。在这113个基因中,有12个基因包含一个或一个以上的内含子,其中3个是tRNA基因,剩下的9个是蛋白编码基因。南方红豆杉拥有7个碱基以上(包括7个碱基)的Homopolymer结构199个;30个碱基以上(包括30个碱基)的重复序列411个,是目前已知裸子植物叶绿体基因组序列中重复序列个数最多的物种。苏铁叶绿体基因组序列全长162,494bp,拥有一对长25,066bp的IRs区域,这对IRs区域被长23,379bp的SSC和长88,983bp的LSC隔离。苏铁的GC含量为39.38%,是已知裸子植物中GC含量第二高的物种,仅次于同属植物台东苏铁(Cycas taitungensis C. F.)。苏铁包含164个基因,其中142个是单拷贝基因,另外22个基因各有两个拷贝。在这164个基因中,8个为rRNA基因,38个为tRNA基因,22个基因包含一个或一个以上的内含子,其中8个是tRNA基因,剩下的14个为蛋白编码基因。苏铁具有7个碱基以上(包括7个碱基)的Homopolymer结构141个;30个碱基以上(包括30个碱基)的重复序列68个,远远少于台东苏铁(149个)。对南方红豆杉、苏铁和其它已知裸子植物进行最大简约法(MP)和最大似然法(ML)分析,以烟草(Nicotiana tabacum Linn.)和问荆(Equisetum arvense L.)做为外类群,发现南方红豆杉与日本柳杉(Cryptomeria japonica (Linn, f.) D. Don)最相近,苏铁与台东苏铁最相近。

论文目录

  • 第一部分 灯盏乙素对饮食所致高脂血症大鼠血管保护作用的研究
  • 摘要
  • Abstract
  • 前言
  • 文献综述
  • 1 灯盏乙素的一般药理学研究概况
  • 2 高脂血症
  • 3 动脉粥样硬化
  • 4 结语
  • 第一章 灯盏细辛生态适宜性产地分析
  • 1 实验材料
  • 2 实验方法
  • 2.1 适宜生态因子值范围确定
  • 2.2 不同生态相似度区域计算
  • 3 灯盏细辛适宜产地分析结果
  • 3.1 适宜生态因子值范围
  • 3.2 不同生态相似度区域分布
  • 3.3 具体分布情况
  • 4 结果分析
  • 5 实验小结
  • 第二章 灯盏乙素对饮食所致高脂血症大鼠生化指标的影响
  • 1 实验材料
  • 2 实验方法
  • 2.1 总胆固醇(TC)检测
  • 2.2 总甘油三酯(TG)检测
  • 2.3 高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)检测
  • 2.4 低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)检测
  • 2.5 葡萄糖(Glucose)检测
  • 2.6 动脉粥样硬化指数计算
  • 3 统计分析
  • 4 实验结果与分析
  • 4.1 血清生化指标检测结果
  • 4.2 肝脏组织生化指标检测结果
  • 4.3 动脉粥样硬化指数
  • 5 实验小结
  • 第三章 灯盏乙素对高脂血症大鼠胸主动脉的影响
  • 1 实验材料
  • 2 实验方法
  • 2.1 血管张力测定
  • 2.2 NO含量测定
  • 2.3 大鼠血清NOS活力测定
  • 2.4 血管eNOS基因表达
  • 3 统计分析
  • 4 实验结果
  • 4.1 大鼠胸主动脉舒张结果
  • 4.2 胸主动脉NO产量检测结果
  • 4.3 大鼠血管中NOS酶活力结果
  • 4.4 大鼠胸主动脉RNA提取结果
  • 4.5 大鼠胸主动脉RNA反转录结果
  • 4.6 血管内皮eNOS基因表达相对结果
  • 5 实验小结
  • 第四章 灯盏乙素对饮食所致高脂血症大鼠抗氧化能力的影响
  • 1 实验材料
  • 2 实验方法
  • 2.1 灯盏乙素体外抗氧化能力测定
  • 2.2 灯盏乙素在高脂血症大鼠体内抗氧化能力测定
  • 3 统计分析
  • 4 实验结果与分析
  • 4.1 灯盏乙素清除DPPH-结果
  • 4.2 血清内抗氧化能力测定结果
  • 4.3 肝脏组织内抗氧化能力测定结果
  • 5 实验小结
  • 第五章 灯盏乙素对高脂血症大鼠体征变化的影响
  • 1 实验材料
  • 2 实验方法
  • 2.1 肝指数计算
  • 2.2 脂体比计算
  • 3 统计分析
  • 4 实验结果与分析
  • 4.1 肝脏色泽观察结果
  • 4.2 各实验组大鼠体征状态结果
  • 5 实验小结
  • 第六章 其他实验
  • 1 实验材料
  • 2 实验方法
  • 2.1 大鼠胸主动脉环的制备
  • 2.2 盐酸小檗碱对离体胸主动脉环的影响
  • 2.3 血管内皮对盐酸小檗碱血管舒张作用的影响
  • 2.4 血管内皮因子对盐酸小檗碱血管舒张作用的影响
  • +通道对盐酸小檗碱血管舒张作用的影响'>2.5 K+通道对盐酸小檗碱血管舒张作用的影响
  • 3 数据处理与统计
  • 4 实验结果与分析
  • 5 实验小结
  • 参考文献
  • 第二部分 南方红豆杉和苏铁两种药用裸子植物叶绿体基因组的初步研究
  • 摘要
  • Abstract
  • 前言
  • 文献综述
  • 1 叶绿体基因组概况
  • 2 叶绿体基因组结构
  • 3 叶绿体基因组测序方法
  • 4 叶绿体基因组的应用
  • 5 结语
  • 第一章 两种药用裸子植物叶绿体基因组测序
  • 1 实验材料
  • 2 实验方法
  • 2.1 改良蔗糖密度梯度法提取叶绿体基因组DNA
  • 2.2 叶绿体基因组DNA浓度测定
  • 2.3 叶绿体基因组测序
  • 2.4 叶绿体基因组测序序列拼接与组装
  • 2.5 叶绿体基因组序列补空及初步验证
  • 3 实验结果与分析
  • 3.1 叶绿体基因组DNA提取结果
  • 3.2 测序结果
  • 3.3 拼接结果
  • 3.4 补空与验证结果
  • 4 实验小结
  • 第二章 两种药用裸子植物叶绿体基因组分析与比较
  • 1 实验材料
  • 2 实验方法
  • 2.1 LSC、IRa、SSC和IRb大小确定
  • 2.2 GC含量计算
  • 2.3 叶绿体基因组tRNA预测
  • 2.4 叶绿体基因组序列注释
  • 2.5 注释基因具体位置的手动调整
  • 2.6 南方红豆杉和苏铁叶绿体基因组图谱绘制
  • 2.7 Homopolymer结构及重复序列计算
  • 2.8 系统进化分析
  • 3 实验结果与分析
  • 3.1 苏铁和南方红豆杉序列基本信息
  • 3.2 两种药用裸子植物的tRNA分析结果
  • 3.3 两种药用裸子植物的基因注释结果
  • 3.4 两种药用裸子植物的叶绿体基因组图谱
  • 3.5 Homopolymer结果
  • 3.6 重复序列结果
  • 3.7 Homopolymer与重复序列的关系
  • 3.8 系统进化分析结果
  • 4 实验小结
  • 参考文献
  • 附录i:MP树建树日志(MP.log)
  • 附录2:model3.7.result
  • 附录3:ML树建树日志(MP.lgo)
  • 附录4:缩略语简表
  • 致谢
  • 作者简介
  • 研究生期间已发表及待发表论文情况
  • 相关论文文献

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