家蚕热休克蛋白70家族基因的染色体定位及表达特征

热休克蛋白70家族(Hsp70)是非常保守的蛋白家族,每个物种的Hsp70家族都有多个成员,每个成员都可能具有特殊的功能。为了能够对家蚕Hsp70家族各成员进行科学命名和了解其特有的功能,分析家蚕Hsp70家族成员的编码基因及其在染色体上的定位,并通过实时荧光定量PCR方法检测这些基因在5龄第3天幼虫中肠、脂肪体和丝腺组织中的转录表达情况。家蚕诱导型Hsp70家族成员Bmhsp70A和Bmhsp70B的编码基因集中分布在第27号染色体上,有多个拷贝;组成型Bmhsp70家族成员的编码基因则分布在不同的染色体上,一般仅有1个拷贝。家蚕Hsp70家族基因中有10个能转录并翻译蛋白质产物的成员,还有1个能正常转录但不能正确翻译的假基因。实时荧光定量PCR结果表明:在常温(25℃)条件下,组成型Bmhsp70家族基因Bmhsc70-4和Bmhsc70-3的表达水平较高,而其它基因成员的表达水平则相对较低,诱导型Bmhsp70家族基因成员在常温下也有一定程度的基础表达;40℃热激2 h后,Bmhsp70家族所有基因的表达水平都有所升高,其中诱导型Bmhsp70家族基因Bmhsp70B和Bmhsp68的转录表达上升水平远高于组成型Bmhsp70家族基因Bmhsc70-3和Bmhsc70-4。不同表达类型的家蚕Hsp70家族基因成员在5龄幼虫中肠、丝腺和脂肪体中的表达情况不同,热激2 h后的表达变化规律也不完全相同,提示家蚕Hsp70家族成员具有各自特殊的功能。     

热激蛋白在动物应激中的应用

热应激蛋白(HSPs)存在于所有动物细胞中，是动物受到应激原刺激后诱导产生的一组应激蛋白，与机体的应激关系密切，在进化上高度保守。本文在对HSP发现、分类及功能简要介绍的基础上，对HSP70在动物应激中的作用及其调控机制进行了详细的综述，指出HSP将对阐明动物应激机理有重要的意义。     

cDNA of Canine Heat Shock Protein 70 (HSP70)

Full-length canine HSP70 cDNA was sequenced and the expression of HSP70 mRNA was investigated. The full-length cDNA sequence of the HSP70 gene (2322 bp) contained a single long open reading frame (1920 bp) coding a protein of 640 amino acids. The amino acid sequence of the canine HSP70 gene shared about 90-95% sequence similarity with bovine, human and mouse HSP70 proteins. Southern blot analysis with HSP70 probe gave three distinct bands of 9.4 kb, 5 kb and 4.4 kb in BamHI digests and two distinct bands of 19 kb and 4 kb in EcoRI digests. Canine HSP70 mRNA was detectable in canine peripheral blood mononuclear cells and stomach but not in liver, kidney, spleen, small intestine, large intestine and skin of dogs.     

不同柞蚕品种的热应激反应差异及2个热激蛋白基因的表达特征

野外放养柞蚕经常会受到高温环境胁迫,研究不同柞蚕品种对高温的应激反应和耐受性机制,有利于科学地评价柞蚕种质资源对环境的适应能力。调查5个柞蚕品种或品系5龄幼虫在42℃和45℃胁迫1～4 h后的热应激行为表现、高温胁迫后的恢复能力和胁迫处理后室温饲养48 h的死亡率,结果显示,方山黄和F的耐热性较好、恢复能力较强,高温胁迫后48 h抗大和F的死亡率较低。高温胁迫1 h后分别取2个胁迫试验组5个柞蚕品种5龄幼虫的脂肪体,qRT-PCR检测热激蛋白基因ApHSP70与ApHSP90的表达变化,结果显示:胁迫后不同品种ApHSP70基因的表达量均显著高于对照组(395～1 124倍),以方山黄的胁迫组和对照组表达量最高;42℃胁迫组抗大与9906、45℃胁迫组5204与9906的ApHSP70基因表达量无显著差异(P>0.05),其余均呈极显著差异(P<0.01)。高温胁迫后不同品种ApHSP90基因的表达量也明显高于对照组(26～460倍),仍以方山黄的胁迫组和对照组表达量最高;42℃对照组方山黄与其他品种ApHSP90的表达水平呈显著差异(P<0.05),而42℃方山黄对照组与抗大胁迫组无显著差异(P>0.05);42℃胁迫组5204与方山黄的ApHSP90基因表达水平呈显著差异(P<0.05),45℃胁迫试验组的抗大与F的ApHSP90基因表达水平不存在显著差异(P>0.05),其余均呈极显著差异(P<0.01)。研究结果可为柞蚕种质资源耐高温胁迫能力评价与柞蚕抗逆性新品种选育提供参考。     

谷氨酰胺对热休克蛋白表达的影响

谷氨酰胺的研究是生理和营养免疫领域研究的热点之一 ,近年来发现当动物处于应激状态下 ,谷氨酰胺不能满足机体需要 ,添加谷氨酰胺有助于增强机体对应激的抵抗能力。热休克蛋白 (HSP)是动物对外界刺激作出应答反应时产生的多肽类物质 ,起减缓应激不良影响、恢复机体正常机能的作用。鉴于最近几年来谷氨酰胺和热休克蛋白关系的研究 ,本文从体内、外试验研究两方面论述了谷氨酰胺对应激细胞的保护作用 ,以及添加谷氨酰胺与提高HSP表达的关系 ,且对其作用机制作了初步的探讨     

热休克蛋白70上调表达对热应激猪小肠上皮细胞凋亡的影响

本试验以谷氨酰胺作为热休克蛋白70(HSP70)诱导剂,从细胞凋亡线粒体信号转导途径探讨HSP70对热应激猪小肠上皮细胞(IPEC-J2)凋亡相关因子的影响。试验以体外培养的猪小肠上皮细胞为模型,分别加入不同浓度(1、2、4、6、8、10 mmol/L)谷氨酰胺的培养基中培养24 h,提取总RNA和总蛋白,用实时荧光定量PCR和Western blot检测HSP70 mRNA和蛋白的相对表达量,筛选出谷氨酰胺诱导HSP70表达的最佳浓度。取对数生长期的细胞分为3组,分别为对照组(Con组,37℃培养12 h)、热应激组(Hs组,42℃培养12 h)、谷氨酰胺组(Gln组,6 mmol/L谷氨酰胺、42℃培养12 h)。采用Annexin V/PI双染法检测细胞凋亡水平,实时荧光定量PCR和Western blot分别检测HSP70、凋亡酶激活因子-1(Apaf-1)、半胱氨酸天冬氨酸蛋白水解酶-9(Caspase-9)、半胱氨酸天冬氨酸蛋白水解酶-3(Caspase-3)、B淋巴细胞瘤-2(Bcl-2)的mRNA和蛋白的相对表达量。结果表明:谷氨酰胺对HSP70上调表达呈先上升后下降的趋势,6 mmol/L的谷氨酰胺诱导时HSP70 mRNA和蛋白相对表达量最高,显著高于其他浓度(P<0.05),作为后续试验中Gln组的诱导条件。与Con组相比,Hs组细胞凋亡率极显著增加(P<0.01),HSP70、Apaf-1、Caspase-3、Caspase-9 mRNA和蛋白的相对表达量极显著升高(P<0.01),而Bcl-2 mRNA和蛋白的相对表达量极显著降低(P<0.01)。与Hs组相比,Gln组细胞凋亡率极显著降低(P<0.01),但仍极显著高于Con组(P<0.01);Gln组HSP70 mRNA和蛋白的相对表达量极显著升高(P<0.01);Gln组Apaf-1、Caspase-3、Caspase-9 mRNA和蛋白的相对表达量极显著降低(P<0.01),但极显著高于Con组(P<0.01);Gln组Bcl-2 mRNA和蛋白的相对表达量极显著升高(P<0.01),但极显著低于Con组(P<0.01)。由此可见,上调HSP70的表达可有效缓解热应激导致的猪小肠上皮细胞凋亡。     

沙葱萤叶甲GdHsp70-2,GdHsp70-3的克隆鉴定与表达谱分析

为明确沙葱萤叶甲Galeruca daurica热激蛋白70 (Heat shock protein 70,Hsp70)基因的序列结构及其系统进化关系,本研究通过PCR技术克隆沙葱萤叶甲Hsp70基因cDNA全长序列与基因组序列,并进行生物信息学与表达谱分析。结果显示,克隆获得了沙葱萤叶甲2条Hsp70基因GdHsp70-2(GenBank登录号：MZ853083)和GdHsp70-3(Genbank登录号：OK585088),基因全长分别为2 410 bp和2 242 bp,各自编码657和646个氨基酸,均含有3个保守的HSP70家族特征序列,预测蛋白三维结构均由N-端ATPase功能域和C-端底物结合功能域所组成;系统发育分析表明GdHSP70-2,GdHSP70-3分别与松墨天牛(Monochamus alternatus)MaltHSC70-1、玉米根萤叶甲(Diabrotica virgifera virgifera) DvirHSP70-2的亲缘关系最近;基因组DNA克隆获得GdHsp70-2的两段内含子序列,GdHsp70-3则不含有内含子;表达谱分析结果表明GdHsp...     

相对湿度对递增性偏热环境下肉鸡体热调节及下丘脑热休克蛋白70含量的影响

本试验旨在研究相对湿度(RH)对递增性偏热环境下肉鸡体热调节及下丘脑热休克蛋白70(HSP70)含量的影响。选取21日龄爱拔益加(AA)肉鸡180只转入环境控制舱,随机分成3组,每组6个重复,每个重复10只鸡(公母各占1/2)。预试期7 d,温度20℃,RH 60%。正试期15 d,28日龄开始试验,将3组的RH分别调整到35%、60%和85%,温度仍为20℃;3 d为1周期,共分5个周期,从第2周期开始每周期的第1天将3组的温度均在10:00开始升高3℃并在0.5 h内达到稳定;5个周期的温度分别为20、23、26、29和32℃。结果表明:1)85%RH组肉鸡的呼吸频率极显著高于60%RH和35%RH组(P0.01),60%RH组的呼吸频率极显著高于35%RH组(P0.01);85%RH组肉鸡的体核温度显著高于60%RH组(P0.05);35%RH组肉鸡小腿和脚蹼的皮肤温度极显著高于60%RH和85%RH组(P0.01),35%RH和60%RH组肉鸡鸡冠、耳垂和眼睑的皮肤温度极显著高于85%RH组(P0.01)。2)85%RH组肉鸡的血清碱性磷酸酶(AKP)活性显著高于35%RH和60%RH组(P0.05);35%RH和85%RH组肉鸡的血清肌酸激酶(CK)活性显著高于60%RH组(P0.05)。RH对递增性偏热环境下肉鸡的血清谷草转氨酶(AST)和乳酸脱氢酶(LDH)活性无显著影响(P0.05)。3)85%RH组肉鸡的血清三碘甲腺原氨酸(T3)含量显著高于35%RH组(P0.05);35%RH和85%RH组肉鸡的血清甲状腺素(T4)含量显著高于60%RH组(P0.05);60%RH和85%RH组肉鸡的血清皮质酮(CORT)含量极显著高于35%RH组(P0.01)。4)35%RH组肉鸡下丘脑HSP70含量显著低于60%RH和85%RH组(P0.05)。综上所述,在为期15 d的20~32℃递增性偏热环境下,高湿(85%)和低湿(35%)调节28~42日龄肉鸡体热平衡的途径和程度不同。     

家蚕热激差异蛋白Hsc 70-4的鉴定和生物信息学分析

采用双向电泳和质谱技术对热激条件下家蚕血液蛋白表达差异进行了研究,发现其中一个差异蛋白点为热激关联蛋白（Hsc 70-4）。采用生物信息学方法对该蛋白的结构和功能相关信息进行分析,发现Hsc70-4蛋白在热激处理10min后显著上调,分析认为该蛋白的主要作用为胁迫应答,在进化关系上与家蚕和茎夜蛾具有极高的同源性。     

热休克蛋白70及其对精子影响作用的研究进展

分子伴侣是正常细胞和细胞损伤不同阶段蛋白质动态平衡的关键决定因素,热休克蛋白70(HSP70)是普遍存在的分子伴侣,具有多种细胞功能.伴侣蛋白通过利用各种独特的机制来维持细胞中正确的蛋白质折叠,以防止分子间的异常相互作用,防止蛋白质聚集以及蛋白质重折叠等,且HSP70在细胞中与辅助伴侣蛋白协同互作,这些辅助伴侣蛋白由J...     

热应激对小鼠胚胎细胞HSP70表达和超微结构的影响

本研究旨在确定体外培养的小鼠胚胎细胞合成HSP70的时期,研究热应激对该阶段胚胎细胞超微结构的影响.将合子和体外发育至2-细胞、4-细胞、8～16-细胞及囊胚阶段的胚胎分别进行37、39和41℃的热应激处理,用免疫荧光细胞化学法检测胚胎细胞中HSP70的诱导表达;将体外培养至早期囊胚的小鼠胚胎分别施以39℃2h和41℃2h处理,分别在热应激后0和2h时收集胚胎,制作超薄切片,用电子显微镜观察胚胎细胞的超微结构变化.在各细胞期胚胎中,37℃组胚胎HSP70表达阴性(一);39℃组胚胎,从8～16-细胞开始呈现弱表达(+),囊胚呈阳性表达(++);41℃组的胚胎从4-细胞开始呈现弱阳性表达(+),8～16-细胞胚胎和囊胚呈阳性表达(++).39和41℃热应激处理的小鼠早期囊胚超微结构和对照组均发生明显的变化,但经37℃恢复培养2h后,39℃组胚胎的各细胞器超微结构恢复正常,而41℃组胚胎未能恢复.结果表明,小鼠胚胎从4-细胞期有HSP70的诱导合成,在囊胚期诱导合成最多;热应激使胚胎亚细胞结构出现退行性变化,轻度退行性变化是可逆的.     

急性热应激对山羊血液生化指标及血淋巴细胞热休克蛋白70家族基因表达的影响

旨在研究急性热应激对山羊抗氧化能力、免疫功能和血淋巴细胞热休克蛋白70(HSP70)家族基因表达的影响。本试验选取5只健康、体况接近的(12±0.5)月龄波尔山羊×关中奶山羊杂交F1母羊,饲养于环控舱内(温度维持20℃,相对湿度60%),适应5d。第6天利用环控舱对5只试验羊进行38℃急性热应激处理12h,采集热应激前(0h,20℃)和热应激后2、4、8和12h试验羊血样。分别利用比色法测定血清抗氧化指标(总抗氧化能力、超氧化物歧化酶、谷胱甘肽过氧化物酶活性和丙二醛含量),ELISA法测定血清免疫指标(免疫球蛋白和细胞因子含量),实时荧光定量PCR法测定血淋巴细胞HSP70家族基因(HSPA1A、HSPA6和HSPA8)mRNA的表达量。结果显示:1)热应激时间对血清抗氧化指标有显著影响。与热应激前0h相比,血清T-AOC(P<0.05)、SOD(P<0.05)和GSH-Px(P<0.01)活性均在热应激8h后显著下降,MDA含量在热应激4h后显著增加(P<0.05)。2)热应激时间对血清免疫指标有显著影响。与热应激前0h相比,血清TNF-α、IL-1β、IFN-γ和IL-2含量分别在热应激4、8、8和4h后显著增加(P<0.05);IL-4(P<0.01)、IgG(P<0.01)、IgM(P<0.01)和IgA(P<0.05)含量分别在热应激12、4、4和4h后显著下降。3)热应激时间显著提高血淋巴细胞中HSP70家族基因(HSPA1A、HSPA6和HSPA8)的表达量。HSPA1AmRNA表达量呈先升高后下降的趋势,在热应激4h时达到峰值,各检测时间点均显著高于应激前水平(P<0.01);HSPA6mRNA表达量在热应激2h时显著升高(P<0.01),4h后恢复到应激前水平(P>0.05);HSPA8mRNA表达量在热应激4(P<0.05)、8(P<0.01)、12h(P<0.01)时显著高于应激前水平。在本试验条件下,38℃急性热应激能够抑制山羊的免疫和抗氧化功能;提高血淋巴细胞HSPA1A、HSPA6和HSPA8基因的表达量,其中HSPA1A对热应激温度和时间更敏感,可作为山羊热应激早期的分子标志物。     

热应激绍兴鸭不同组织HSP70基因mRNA表达研究

研究蛋鸭热应激条件下不同组织中热休克蛋白70(HSP70)基因mRNA表达规律,为揭示蛋鸭热应激反应机理提供参考。60只绍兴蛋鸭25℃饲养20d,其中30只进行40℃热应激处理1h,采取荧光定量PCR方法分别测定不同组织中HSP70mRNA的表达水平。试验组与对照组相比,肝脏、脾脏和胰腺组织HSP70mRNA表达差异不显著,其他6种组织HSP70基因表达量均有不同程度的增加,试验组心脏、腿肌、垂体、下丘脑、胸肌、肾脏中HSP70基因表达量分别高于对照组3.6倍、2.8倍、2.7倍、2.4倍、2.2倍和1.57倍。     

袖蝶热激蛋白 HSP70的全基因组分析与进化?

热激蛋白70(heat shock protein 70,HSP70)是广泛分布于生物体内的重要分子伴侣,在环境应激和热适应中起着重要作用。本研究对诗神袖蝶 Hsp70s 进行了全基因组鉴定,共获得12个 Hsp70s 基因,其编码蛋白分子量均在70 kDa 左右。进化分析表明,Hsp70s 在分子系统发生树中聚为2类,分别为应激诱导型(HSP70)和组成型(HSC70)。诗神袖蝶和果蝇组成型 Hsc70s基因存在1∶1的直系同源关系,而应激诱导型 Hsp70s 则同一物种聚为一枝,表明 Hsc70s 在诗神袖蝶和果蝇物种分化前业已发生基因扩增,而 Hsp70s 则是物种形成后发生世系特异扩增而产生的多个拷贝。我们对诗神袖蝶 Hsp70s 基因在化学感受器官中的表达进行了分析,除 HmelH-sp 68、HmelHsp 70A 和 HmelHsc 702在化学感受器官中不表达或表达量极低外,其他基因均有明显的表达信号(FPKM>1),而且在雌雄个体间具有相似的表达信号。这一研究有助于拓展我们对昆虫 Hsp70s 进化和功能的认识。     

Malfunction of spermatogenesis in experimental ischemic mice

An experimental ischemia (EI)-induced mouse model was used to analyze pathological and biochemical alterations in testes. Initial morphological changes were observed in Sertoli cells of EI testes at the light microscopic level. Examination of the ultrastructure using transmission electron microscopy confirmed that Sertoli cells were partially detached from the basement membrane of the seminiferous epithelium and that the cell membranes of adjacent Sertoli cells were not joined. The functional integrity of the blood-testis barrier (BTB) was assessed using the lanthanum tracer technique. Lanthanum had penetrated into the spaces between adjacent Sertoli cells in the adluminal compartment up to the lumen of the seminiferous epithelium in EI testes. Proteome analysis showed that the expression of heat shock protein (HSP) 70 was significantly upregulated in EI testes. Western blot analysis confirmed that the expression of HSP70 increased in a time-dependent manner after the EI procedure. HSP70 immunostaining was observed in spermatocytes and in round and elongated spermatids in EI testes. Our results suggest that a change in the junctions between adjacent Sertoli cells on the basal compartment is involved in the BTB disruption in EI testes. Therefore, male infertility caused by the BTB disruption could be associated with heat stress induced by ischemia.     

重组猪囊尾蚴热休克蛋白35．6真核质粒的构建及鉴定

为了构建猪囊尾蚴（Cysticercuscellulosae）热休克蛋白的真核表达载体,试验利用PCR技术扩增HSP35．6的基因,将其与增强型绿色荧光蛋白的基因先后连接到pVAXI真核表达载体上,得到pVAXI—HSP35．6-EGFP的重组质粒,经酶切及测序鉴定正确。采用脂质体介导的DNA转染法,将阳性重组质粒转染Vero细胞。转染48h后荧光显微镜下观察到明亮的绿色荧光,说明融合基因可在Vero细胞中高效表达。本研究为进一步研究该蛋白生物学功能奠定了基础。     

Effect of Physiologically Relevant Heat Shock on Development,Apoptosis and Expression of Some Genes in Buffalo (Bubalus bubalis) Embryos Produced In Vitro

For investigating the effects of physiologically relevant heat shock, buffalo oocytes/embryos were cultured at 38.5°C (control) or were exposed to 39.5°C (Group II) or 40.5°C (Group III) for 2 h once every day throughout in vitro maturation (IVM), fertilization (IVF) and culture (IVC). Percentage of oocytes that developed to 8‐cell, 16‐cell or blastocyst stage was lower (p < 0.05) and the number of apoptotic nuclei was higher (p < 0.05) for Group III > Group II > controls. At both 8–16‐cell and blastocyst stages, relative mRNA abundance of stress‐related genes HSP 70.1 and HSP 70.2 and pro‐apoptotic genes CASPASE‐3, BID and BAX was higher (p < 0.05) in Groups III and II than that in controls with the exception of stress‐related gene HSF1. Expression level of anti‐apoptotic genes BCL‐XL and MCL‐1 was also higher (p < 0.05) in Groups III and II than that in controls at both 8–16‐cell and blastocyst stages. Among the genes related to embryonic development, at 8–16‐cell stage, the expression level of GDF9 was higher (p < 0.05) in Group III than that in controls, whereas that of GLUT1, ZAR1 and BMP15 was not significantly different among the three groups. At the blastocyst stage, relative mRNA abundance of GLUT1 and GDF9 was higher (p < 0.05) in Group II than that in controls, whereas that of ZAR‐1 and BMP15 was not affected. The results of this study demonstrate that exposure of buffalo oocytes and embryos to elevated temperatures for duration of time that is physiologically relevant severely compromises their developmental competence, increases apoptosis and affects stress‐, apoptosis‐ and development‐related genes.