基于果蝇转基因沉默表达体系研究运动抗心脏衰老候选基因Ldhal6b的功能

基于以往研究结果，筛选出在基因调控网络中具有重要关联性的基因Ldhal6b作为心脏衰老及运动抗衰老的候选基因,本研究通过蛋白结构预测对候选基因进行相似性比对，确定候选基因的果蝇种属同源基因ImpL3为功能研究的目标基因。本项目研制了果蝇运动装置，建立了果蝇运动抗心脏衰老模型，检测了运动后果蝇心脏抗氧化酶活性的变化，并统计了果蝇生命周期和攀爬能力，采用M-mode心动图检测了ImpL3基因沉默对衰老果蝇心脏功能的影响，并从NAD+的生物合成对ImpL3发挥作用的机制进行了探讨。结果表明：ImpL3基因沉默可增加中老龄及老龄果蝇心脏纤维性颤动的发生，但是对中老龄及老龄果蝇心脏的缩短分数影响不大；ImpL3基因沉默可增加中老龄及老龄果蝇心脏心律不齐指数，随着年龄的增加呈上升的趋势。运动可降低中老龄果蝇心脏纤维性颤动的发生，但是对老龄果蝇心脏纤维性颤动发生的作用不大；运动对中老龄及老龄果蝇心脏的缩短分数影响不大；运动可增加中老龄及老龄果蝇心脏心律不齐指数。运动可降低ImpL3基因沉默中老龄果蝇心脏纤维性颤动的发生，但是对ImpL3基因沉默老龄果蝇心脏纤维性颤动的发生的影响不大；运动对基因沉默中老龄及老龄果蝇心脏的缩短分数影响不大；运动可降低ImpL3基因沉默中老龄果蝇心脏心律不齐指数，但可增加ImpL3基因沉默老龄果蝇心脏心律不齐指数。由于ImpL3是乳酸脱氢酶（LDH）的同源物，可催化乳酸+NAD+→丙酮酸+ NADH，NAD+是ImpL3基因发挥生物学作用的限制因素，故本研究对NAD+生物合成有关的基因进行了筛选，研究表明：NAD+生物合成相关的基因CG9940、PARP1、CG3714、Nmnat对果蝇寿命产生影响，并可影响衰老果蝇心脏功能的发挥。