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衰老是机体功能随年龄增长而进行性下降的不可逆过程。这一过程涉及身体每一个不同细胞类型所发生的复杂变化,但归根结底都取决于基因表达水平的变化。因此,衰老研究需要从最基本的水平,即从基因水平上去了解衰老的生理过程。
SAM小鼠是研究加速衰老的哺乳动物模式。本研究应用mRNA逆转录差异显示方法对三个品系小鼠(SAMR1、SAMP8、SAMP10)脑组织的基因表达进行了系间与不同年龄间的比较研究,从中找出了14个年龄差异表达的基因片段和35个系特异性差异表达的基因片段。并从用脑组织所构建的cDNA文库中筛选获得了其中两个我们感兴趣的衰老相关基因,rab14和suvp3l1。从三个系SAM小鼠的脑组织cDNA文库中分获得了rab14的全长cDNA序列,并意外地获得了一个与rab14高度同源的新基因的cDNA全长序列(我们暂将其命名为rab14变异体)。通过生物信息学分析发现,其序列中缺失了rab14发挥功能所必需的ATP/GTP结合位点。SUPV3L1是一个解(螺)旋酶,其在RNA加工和DNA损伤后的修复过程中起着重要作用。我们从SAMP8小鼠脑组织的cDNA文库中筛选结合5RACE方法获得了supv3l1基因的全长cDNA序列,进一步分析发现,在其开放读框中存在一无义突变。
补肾益脑片是根据传统中医理论配制而成的复方中药,经30多年的临床应用,证明其确实具有明显的抗衰老功效。本研究在验证其药理作用的基础上,应用差显技术分析了其对SAM小鼠脑组织基因表达的影响。通过对三个品系小鼠给药组与对照组应用18对引物组合进行的DDRT-PCR分析,共获得了43个差异表达基因片段,其中26个来自SAMR1,9个来自SAMP10,8个来自SAMP8。经检索发现,其中约70%与衰老相关。它们在体内涉及能量代谢、信号传导、蛋白质合成与降解、RNA的加工与稳定、DNA复制与修复等多个方面。证明补肾益脑片在抗衰老作用中是以多基因、多靶点、多效应的方式从整体上发挥其功效。在此基础上,通过cDNA文库的构建与筛选,从SAMP8脑组织cDNA文库中克隆了lrpap-1的全长cDNA,从SAMP10脑组织cDNA文库中克隆了b-fabp的全长cDNA序列,并对其在补肾益脑片抗衰老作用中的功能进行了分析。补肾益脑片通过提高B-FABP表达,增强星形胶质细胞和Bergman胶质细胞功能,以维持星形胶质纤维系统的功能,引导未成熟神经元迁移、调节轴突生长、监视突触活性以及突触的可塑性。另外,通过B-FABP增加运送至神经元的二十二碳六烯酸的量,增加神经元细胞膜的流动性、提高还原型谷胱甘肽水平、降低脂过氧化物与活性氧的含量、减少神经元凋亡以及神经元膜结合酶的活性。LRPAP-1是β淀粉样蛋白载体——低密度脂蛋白相关受体在细胞内运输的分子伴侣/监护蛋白。补肾益脑片通过增加LRPAP-1表达,促进β淀粉样蛋白外运载体LRP成熟,增加AβP的外运,从而减少其在脑中的积聚,最终缓解衰老相关表型的发生、发展。