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脱氧雪腐镰刀菌烯醇(deoxynivalenol,DON),又名呕吐毒素(vomitoxin,VT),是目前全球谷物污染最严重的真菌毒素之一。在所有的易感动物中,以猪最为敏感。5-羟色胺(5-hydroxytryptamine,5-HT)在呕吐机制中扮演着重要的角色,色氨酸羟化酶-2(tryptophan hydroxylase-2,TPH-2)是中枢5-HT生物合成的唯一限速酶,因此,TPH2在致呕吐途径中具有重要的作用。本研究采用DON标准品,通过静脉注射途径,原位杂交技术(in situ hybridization,ISH)研究该毒素对猪脑干TPH2 mRNA基因表达的影响,为中枢5-HT的合成路径提供依据。主要研究内容和结果如下: 1、猪TPH2目的基因的克隆及核酸探针的研制根据Genebank上登录的TPH2 mRNA基因全序列,在其保守区设计一对引物,用Trizole法从长白三元杂交猪的下丘脑提取总RNA,然后用逆转录-聚合酶链反应(RT-PCR)法进行cDNA扩增,获得一条长402 bp的目的基因片段,将此片段连接到PMD18-T载体,通过菌液PCR、质粒回收和序列测定等方法进行重组质粒鉴定。最后的测序结果表明,获得的目的基因片段与发表的序列100%同源。用回收的质粒为模板,以PCR法合成带DIG标记的cDNA探针,用斑点杂交法检测探针的显色度,用紫外分光光度仪检测探针浓度,结果表明,探针的浓度达到50μg/ml,显色度较高,满足杂交要求。 2、猪脑干和下丘脑内TPH2 mRNA的分布定位选用6头1月龄长白三元阉公猪,根据体重随机数字表随机分为两组,每组3头,第一组采用腹腔后浅静脉注射DON浓度为25 ug/kg b.w.,第二组注射生理盐水为空白对照。注射30 min后剖杀,迅速取材并固定,应用原位杂交法研究脑干内TPH2mRNA的分布定位。空白组研究结果表明:延髓内TPH2 mRNA标记神经元主要分布于下(尾侧)橄榄核、舌下神经核、前庭神经核、迷走神经背核和孤束核处,标记神经元多为卵圆形也有梨形;脑桥内TPH2 mRNA标记神经元主要分布于前庭神经核,中缝核;中脑内TPH2 mRNA标记神经元大量分布于中缝核;猪下丘脑内的TPH2mRNA主要分布于下丘脑后核,下丘脑前核,视交叉上核,弓状核,在下丘脑背内侧核和外侧区也有表达。此外,在脑干组织的血管及皮层蛛网膜也有TPH2 mRNA的分布。实验组研究结果表明:与空白组相比,脑干组织的血管及皮层蛛网膜仍有TPH2mRNA的分布且基本相同,但各组织内核团对应的神经元分布较少。可推测在30 min时间点时,DON对TPH2的转录具有抑制作用,主要针对神经元;在血管或蛛网膜上分布不受影响可能是因为此处TPH2缺乏一些必须的离子或辅酶无法合成5-HT,或者是此处TPH2含量较高,DON剂量对其作用不明显。在其他时间点上如何影响TPH2转录机制尚须进一步研究。 本文研究结果弥补了猪脑不同核团内TPH2 mRNA分布定位资料的空白,为研究TPH2的生物学作用及其作用机理提供了形态学基础,同时也为进一步研究TPH2与5-HT的关系莫定了基础。