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目的: 第一部分:观察C57BL/10(B10)和C57BL/6(B6)小鼠在疼痛和行为表型方面的种间差异,比较针灸对B6和B10小鼠疼痛阈值和行为表型的影响,为更好地开展B10和B6小鼠针刺镇痛种间差异的遗传学研究提供依据。 第二部分:结合3次电针的镇痛效果,筛选镇痛效果较好的B10小鼠进行繁殖后代,以筛选出针刺镇痛效果好,能稳定遗传的个体。通过对两只祖先小鼠开展了全基因组的测序工作,为进一步筛选出与电针镇痛相关的基因和位点打下基础。 方法: 第一部分:本研究选取32只B10小鼠和33只B6小鼠,随机分到对照组(n=4)、B10麻醉组(n=8)、B10电针组(n=21)、B6麻醉组(n=12)和B6电针组(n=20),各组小鼠雌雄比例接近1∶1。其中对照组不做任何处理,麻醉组用戊巴比妥钠麻醉不做其他处理,电针组戊巴比妥钠麻醉后电针处理。电针实验共进行7次,隔天进行,在第1、3、5和7次电针实验中,用甩尾法测定小鼠痛阈。测痛分别在电针开始前(基础痛阈),电针开始后20min和30min。各组小鼠在电针实验前一周进行高架十字迷宫实验、洞板实验、旷场实验和社交行为实验,以观察基础状态下B6和B10小鼠的行为学表型。在第6次电针结束后第2天进行高架十字实验和旷场实验,第7次电针结束后第2天进行洞板实验和社交行为实验,以观察电针后两品系小鼠行为表型的变化和差异。 第二部分:通过对B10小鼠连续3次电针镇痛实验效果,筛选出电针镇痛效果相对较好和较差的小鼠,并进行繁育,以期获得基因较纯同时镇痛效果稳定的B10小鼠。对B10小鼠家系四代针刺前后的三次实验针效变化镇痛效应,采用聚类分析的方法,发现B10小鼠种群对针刺镇痛效应可分为三类,即高反应小鼠,低反应小鼠和中间状态小鼠。通过Illumina Hiseq2000对F0雌雄小鼠进行全基因序列分析并与网上B6小鼠数据库进行比较分析,发现B10与B6小鼠之间基因组的差异以及B10内部之间的基因组变异情况。 结果: 第一部分: 1.麻醉状态下电针,可引起B10与B6小鼠痛阈的显著升高,与麻醉组和自身基础痛阂相比均有显著的差异。B6小鼠电针镇痛效果出现较早,峰值一般出现在电针刺激开始的第20 min,之后便出现了一定程度的衰减;B10小鼠电针出现镇痛效果相对较晚,但可一直维持较高水平,直到30min电针结束时。总体而言,B10小鼠针效果优于B6小鼠。 2.在高架十字迷宫实验中,基础状态下B10小鼠进入开臂的次数和停留时间的百分比均高于B6小鼠。在接受多次麻醉或针灸处理后,B10与B6小鼠在开臂中停留时间的百分比与处理前相比均有显著下降,但B10与B6小鼠处理前后的变化程度在电针组与麻醉组组间没有显著的统计学差异。洞板实验中,基础状态下B10与B6小鼠在探索能力上没有显著的差异。而在接受麻醉或电针处理后,电针组B10小鼠探洞次数显著低于处理前。B6电针组与B6麻醉组也显著低于处理前,但B10与B6小鼠处理前后的变化程度在电针组与麻醉组组间没有显著的统计学差异。在旷场实验中,基础状态下B6小鼠旷场跑动行为显著高于B10小鼠。在接受多次麻醉或电针处理后,B10与B6小鼠旷场跑动行为和直立行为均显著低于处理前。但B10与B6小鼠处理前后的变化程度在电针组与麻醉组组间没有显著的统计学差异。 第二部分: 1.在固定的状态下,B10小鼠总体镇痛情况稳定,雌鼠痛阂和针刺镇痛效果低于雄鼠。通过对3次实验的聚类分析发现,B10小鼠存在高反应(三次电针痛阈均显著增高)、低反应(三次电针均对痛阈几乎无明显影响)和中反应(第一次电针后痛阈显著增高,后两次几乎没有影响)3种变化表型,并且这3种表型在雌鼠和雄鼠中均存在。 2.通过3年时间构建了B10小鼠的电针镇痛家系,并获得了每个个体数据和表型。 3.通过全基因测序,发现B10雌鼠和雄鼠与B6参考序列非同义SNV数量分别为1283个和1260,影响蛋白结构的INDEL雌鼠和雄鼠分别为108个和84。 4.GO分析显示,B10和B6小鼠差异基因的功能与转录和转录调节、腺体发育、氨基酸转运等有关。进一步的pathway分析显示,B10和B6小鼠差异基因涉及与糖脂代谢、嗅觉转导、磷脂肌醇信号途径的差异等方面。 结论: 1.在麻醉状态下电针,B10与B6小鼠均能表现出显著的镇痛效果,且B10小鼠的电针效果优于B6小鼠。 2.在基础状态下,B10和B6小鼠在旷场行为、探索行为和焦虑样行为方面存在显著的种间差异,电针处理对B10和B6小鼠这些行为变化没有显著影响。 3.在固定状态下电针,B10小鼠总体镇痛情况稳定,表现出高、中、低三种变化表型。雄鼠3次电针镇痛效果高于雌鼠。 4.通过对B10小鼠全基因组测序结果分析发现,B10与B6小鼠的非同义SNV数量及影响蛋白结构的INDEL涉及到的基因与转录和转录调节、腺体发育、氨基酸转运等功能有关。涉及到的信号通路包括糖脂代谢、嗅觉转导、磷脂肌醇信号途径。