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研究目的:
昼夜节律是影响睡眠和糖尿病等人体健康状况的一个重要因素。研究发现,在很多疾病的发生中扮演着重要作用的肿瘤坏死因子(tumor necrosis factor,TNF)是一种多效能的炎症细胞因子,能够抑制昼夜节律时钟基因的表达。本论文研究了810nm低强度激光(low intensity laser irradiation,LIL)对TNF抑制效应的调节作用。
研究方法:50％马血清休克处理NIH3T3成纤维细胞2小时,同步化昼夜节律时钟基因的表达后,加入10ng/mLTNF-alpha抑制它的表达,与此同时给予20分钟10mW/cm2的LIL照射。36小时内,每隔6 h检测细胞中时钟基因Clock、Bmal1、Per2、Dbp和烟酰胺腺嘌呤二核苷酸辅酶(nicotinamide adenine dinucleotide,NAD+)依赖的组蛋白去乙酰化酶1(sirtuin1,Sirt1)的mRNA的表达及胞内NAD+和其还原形式NADH的比值NAD+/NADH。最后在MIN6细胞(一种从转基因小鼠中得到的胰岛素分泌型细胞)上重复同样的实验,以考查LIL在糖尿病治疗方面的可能应用。
研究结果:在NIH3T3细胞中:TNF-alpha分别在第12 h和第18 h抑制了Clock(P<0.05)、第18 h抑制了Bmall(P<0.05)和Dbp(P<0.005)、第18 h和第30 h抑制了Per2(P<0.05)及第18 h和第24 h抑制了Sirt1(P<0.05)的mRNA表达,并且在第6 h、第12 h、第18 h和第30 h降低了NAD+/ADH(P<0.005)的比值。LIL抑制了TNF-alpha在第18 h对Clock(P<0.05)、Bmall(P<0.05)和Sirt1(P<0.005)及第30h对Dbp(P<0.05)和Per2(P<0.005)的抑制作用,并且抑制了TNF-alpha在第6 h(P<0.005)、第12h(P<0.05)和第18 h(P<0.05)对NAD+/NADH比值的降低作用。在MIN6细胞中,LIL具有促进TNF-alpha抑制的的Clock、Bmal1和Sir1J基因表达进一步升高的趋势,但实验结果没有显著性差异。同一时间点的NAD+/NADH比值变化趋势与之一致。
研究结论:LIL能够抑制TNF-alpha引起的NIH3T3成纤维细胞中时钟基因表达的下调。LIL对被TNF-alpha抑制的昼夜节律时钟基因表达的促进作用可能是通过NAD+/SIRT1介导的。并且LIL在MIN6细胞中具有类似效果。