CLOCK基因对小鼠变应性鼻炎模型上下呼吸道生物节律的影响

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目的:近来研究发现,变应性鼻炎(allergic rhinitis,AR)的主要症状——鼻痒、鼻塞、打喷嚏、流清涕,呈现24小时“昼夜节律”波动,但具体机制尚不清楚。本研究通过建立变应性鼻炎小鼠模型,评估模型成功后,观察比较不同时间节点AR症状的节律性变化,统计分析时钟基因CLOCK周期性表达与AR症状的相关性。方法:1.建立卵清蛋白(OVA)诱导的AR小鼠模型购买810周龄Balb/c雄性小鼠,约1825g。随机进行分组,将小鼠分为AR组和对照组。AR组分别于第l、7、14天进行OVA基础致敏,即腹腔注射1ml含卵清蛋白(OVA)50μg和Al(OH)3 4 mg的混悬剂,在完成基础致敏后的第21天,用3%OVA连续滴鼻,持续激发12天,予每侧鼻孔50μL OVA滴鼻激发,每日1次;空白对照组采用磷酸盐缓冲液(PBS)代替OVA,与AR组同等计量同方法操作。2.变应性鼻炎(AR)模型症状学评分从第1次滴鼻激发开始,于滴鼻后10min,分别观察两组小鼠搔鼻、喷嚏及流涕情况。在末次滴鼻结束后,分别于两个时间节点(04:00和16:00)观察并记录各组小鼠10min内挠鼻子、打喷嚏的次数及流清涕情况。3.鼻粘膜、肺组织HE染色及甲苯胺蓝染色在不同时间节点(04:00,16:00)处死小鼠,分离鼻粘膜和肺组织。切片标本分别进行用苏木精-伊红(HE)和甲苯胺蓝染色。在高倍镜下(×400),统计鼻粘膜和肺脏不同时间节点(04:00,16:00)中嗜酸性粒细胞(EOS)和肥大细胞(MC)的数量。4.ELISA测定各组小鼠血清OVA-sIgE的含量变化末次滴鼻激发24h后,于次日不同时间节点(04:00,16:00)麻醉小鼠,摘除眼球,经眼眶静脉丛采血至EP管,3000r/min,离心5min,收集血清,-20℃储存备用。按照ELISA试剂说明书,检测各组小鼠血清中OVA特异性IgE的含量。5.ELISA测定各组小鼠血清Th2细胞因子(IL-4)的浓度变化在不同时间点(04:00和16:00)麻醉小鼠后,摘除眼球,经眼眶静脉丛采血至EP管,离心收集血清,-20℃储存备用。按照ELISA试剂说明,加样、孵育、洗涤、显色、终止反应后,检测实验组和对照组小鼠血清中IL-4的浓度。6.RT-qPCR方法检测鼻黏膜和肺组织时钟基因CLOCK的表达无菌操作下获取不同时间节点(04:00和16:00)鼻黏膜,DEPC水冲洗,以Trizol法提取总RNA,逆转录为cDNA后进行PCR扩增反应,检测鼻黏膜中CLOCK基因的表达情况。同理,无菌操作下获取不同时间节点(04:00和16:00)肺脏组织,液氮冷冻下用钵棒研磨肺脏组织,磨至细粉。用Trizol法提取总RNA,同鼻黏膜qPCR操作步骤一致,检测肺脏组织中时钟基因CLOCK的表达情况,统计归纳后分析。结果:1.通过症状学评分(挠鼻子和打喷嚏次数)、鼻粘膜染色(嗜酸性粒细胞和肥大细胞计数)、免疫学参数(OVA—sIgE和IL-4)比较,AR组小鼠显著高于空白对照组,提示OVA诱导的AR小鼠造模成功。2.症状学评分结果显示,04:00 AR组小鼠鼻部症状明显弱于16:00 AR组小鼠,两两进行比较,其差异具有统计学意义。3.鼻粘膜染色结果显示,与对照组相比,AR组鼻黏膜中嗜酸性粒细胞、肥大细胞数目浸润明显。AR组在不同时间节点(04:00和16:00)上,鼻黏膜中嗜酸性粒细胞、肥大细胞数目有统计学差异,肺组织中嗜酸性粒细胞、肥大细胞数目无统计学差异。4.免疫学结果显示,04:00 AR组小鼠血清中OVA-sIgE和IL-4的含量明显低于16:00AR组,两两比较差异有统计学意义。5.RT-qPCR结果显示,鼻黏膜和肺脏组织中时钟基因CLOCK的表达呈现周期性变化,其在04:00时表达减少,在16:00时表达增多。结论:变应性鼻炎(allergic rhinitis,AR)诱发的呼吸道症状具有时间性节律变化,并且鼻黏膜(上呼吸道)与肺脏(下呼吸道)中时钟基因CLOCK的表达呈现一致地昼夜节律波动。这一发现提示,时钟基因CLOCK可能参与并调控AR相关的变应性疾病的发生发展。
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