热休克蛋白表达和翻译后修饰在鸡心肌细胞抗热应激损伤中的保护作用

The appropriate cell lines are established on the basis of the primary cultured myocardial cells which may induce chicken sudden death during heat stress. By using HSPs inducer Aspirin which induces the expression of stress protective HSPs, the features of the anti-heat stressed pathological damages are studied via over-expression of HSPs and the post-translational modification (PTM), the pathophysiological changes of acute cellular damages and apoptosis in the chicken myocardial cells in vitro, siRNA interfering, and the Hsp27 phosphorylation caused by chemical activator and the inhibitor. The pathogenesis and its extent of stress damages in the myocardial cells which induce cell sudden death are decreased by HSPs expression regulation, which depend on the expressions and the phosphorylation of specific HSPs (Hsp27, Hsp70 and Hsp90), and PTM. The cell signal transduction pathways of the protective functions caused by Aspirin and the molecular mechanism of anti-heat stressed injury induced by Hsps inducer Aspirin are investigated by bio-information technologies, providing theory and experiment support against economic losses in poultry breeding.

本项目在原代培养和经永生化处理后的心肌细胞基础上构建均一稳定的鸡心肌细胞实验平台，利用阿司匹林诱导热休克蛋白（HSPs）表达，通过HSPs表达量及翻译后修饰的变化揭示HSPs抵抗热应激损伤的机理。此外，本项目还将使用siRNA干扰、磷酸化抑制剂和激活剂等手段研究热应激对离体鸡心肌细胞造成的急性病理损伤、凋亡以及自噬等病理生理变化；分别对特定HSPs（Hsp27，Hsp70和Hsp90）的表达和磷酸化进行调控，通过调控HSPs表达和翻译后修饰以减少与致死率直接相关的心肌细胞应激性病理损伤的发生和程度；使用生物信息学分析方法探讨特定条件下HSPs发挥保护作用的细胞信号转导通路，探索热应激诱导剂阿司匹林抵抗应激损伤的分子作用机制，为兽医生产环节中降低热应激损失提供理论和实验依据。

随着家禽养殖业的发展，规模化养殖与长距离封闭运输已经在家禽养殖过程中不可避免地出现，这也使得家禽更易受到热应激的影响。研究认为热应激能够降低家禽的生长速度、饲料利用率以及产蛋量，短时间高强度热应激甚至能够直接导致家禽的猝死。心脏作为机体最重要的器官之一，对于热应激敏感，极易因热应激而产生心力衰竭、心肌梗死等损伤。然而，作为机体自身防御机制，热应激应答也能够协助机体在热应激期间合成大量热休克蛋白（HSP）并发挥其保护作用，HSP70作为热休克蛋白家族成员，能够直接与细胞内异常蛋白结合并协助其恢复正常或将其清除，同时对于抑制细胞凋亡也有显著作用。热休克因子（HSF）是一类能够通过多聚化结合至热休克元件上诱导热休克蛋白合成的蛋白家族，其中HSF1与HSF3对于禽类体内热休克蛋白的合成发挥关键作用。辅酶Q10在心脏内大量存在，具有抗氧化应激作用，医学上将其用作治疗心脏类疾病的辅助药物。不过关于辅酶Q10在兽医领域的应用特别是在家禽上的应用则十分有限，辅酶Q10能否在逆境条件下保护家禽的心脏功能尚不得知。因此，本文在建立体内、外鸡心肌细胞热应激模型的基础上，对辅酶Q10在热应激期间对心肌细胞的保护作用进行研究。由于热休克蛋白70作为一种重要的分子伴侣，能够在应激条件下对细胞发挥保护作用，因此我们对辅酶Q10诱导HSP70合成及其分子机制、辅酶Q10与细胞自噬发生的相关性等进行了探索性研究。