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嘌呤核苷酸补偿对海洛因依赖大鼠嘌呤核苷酸代谢相关酶基因表达的影响

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。・・——1:62。_。—— c}lin J Lab Di聊, ,2o10,V0l 14,No.2 文章编号:1007—4287(2010)02—0162—03 嘌呤核苷酸补偿对海洛因依赖大鼠 嘌呤核苷酸代谢相关酶基因表达的影响 李昆 t一,何海涛 ,李鸿梅 ,刘剑凯 ,洪敏 (1.吉林大学白求恩医学院生物化学教研室,吉林长春130021;2.吉林大学护理学院) 摘要:目的探讨外源性补偿嘌呤核苷酸对海洛因依赖大鼠嘌呤核苷酸代谢酶的影响。方法将50只雄性Wis. tar大鼠随机分为对照组、海洛因组、海洛因+AMP+GMP组、海洛因+AMP组、海洛因+GMP组。采用real-time PCR的 方法检测大鼠脑皮质中腺苷脱氨酶(ADA)、黄嘌呤氧化酶(x0)、次黄嘌呤一鸟嘌呤磷酸核糖转移酶(HGPRT)、腺瞟呤 磷酸核糖转移酶(APRT)和腺苷激酶(AK)mRNA的表达水平。结果海洛因组ADA、XO的mRNA比对照组明显升高 (P<0.05),而海洛因+AMP+GMP组、海洛因+AMP组、海洛因+GMP组与海洛因组相比明显降低(P<0.05)。海洛 因组HGPRT、APRT和AK的mRNA比对照组明显降低(P<0.05),而海洛因+AMP+GMP组、海洛因+AMP组、海洛因 +GMP组与海洛因组相比有不同程度升高,以HGPRT的升高程度尤为显著(P<0.05)。海洛因+AMP+GMP组、海洛 因+AMP组、海洛因+GMP组的各项指标差异无显著性。结论海洛因在大鼠基因水平上促进嘌呤核苷酸的分解代 谢,降低合成代谢,而补偿嘌呤核苷酸可以抑制或拮抗海洛因的上述作用。 关键词:嘌呤核苷酸;海洛因;腺苷脱氨酶;黄嘌呤氧化酶;次黄嘌呤~鸟嘌呤磷酸核糖转移酶;腺嘌呤磷酸核糖转 移酶;腺苷激酶 中图分类号:R749.6 文献标识码:A Effects of i ̄ut'hle nudeotides compensation on gene expression of ellzymes related to pllrme nudeotides metabolism in heroin dependent rat 11 Kun,HE Hai-tao,11Hong-mei,et a1.(Dept ofBiochemistry,Norman Bethune College fMeodicine, sity,Changchun 130021,China) A Univer- :Objective To explore the efect of exogenous purine nucleotides Oil gene expression of enzymes related to purine nu・ cleotides metabolism in heroin dependent rat.Methods 50 male Wistar rats were randomly divided into control group,heroin admin- istration group,heroin plusAMPandGMP group,heroin plusAMP groupand heroin plusGMP grouP.Real・timePCRwere usedto ex- ・ ● amine the relative amount ofADA,GDA,X0,APRT,:HGPRT and AK.Results The mRNA ofthe ADA and XO genes in the brain tissue were increased signiifcantly than that in the c group(P<0.05)and the up-regulation of the expression of he ADA atnd x0 genes induced by heroin treatment could be reversed by purine nucleotides.The mRNA ofthe AK,APRT and HGPRT genes in he tbrain tissue were decreased signiifcantly than that in the control group(P<0.05)and the down-regulation of the expression of he tAK,APRT and HGPRT genes induced by heroin treatment could be erversed by purine nucleoitdes(P<0.05).Co ̄usion PuTine nucleotides compensation could ameliorate the enhancement of purine nucleotides catabolism and the degression of purine nucleotides ,.anabolism in heroin dependent rats.  .Key words:purine nucleotides;heroin;adenosine deaminase;xanlhine oxidase:hypoxanthine guanine phosphoribosyl transferase; adenine ph0sphofibosyl rtallifferd,se-,"adenosine kinase 、 (Chin J LabD/agn,2010,14:0162) 已有研究表明,吗啡、海洛因等阿片类物质可引 用目前尚无报道。本研究旨在探讨补偿嘌呤核苷酸 对海洛因依赖大鼠嘌呤核苷酸代谢相关酶基因表达 的影响。 1材料与方法 起嘌呤核苷酸分解过度[ , ,而合成代谢降低[ , 。 可见,在长期使用阿片的过程中嘌呤核苷酸亏欠可 能是造成药物依赖的机制之一。外源性补偿核苷酸 对海洛因所致的嘌呤核苷酸代谢改变是否有改善作 1.1材料及设备正常雄性Wistar大鼠,体重180 200 g,吉林大学医学实验动物中心提供(合格证 —基金项目:吉林大学重大重点项目发展启动基金资助项目 (200602037),吉林省科技发展计划项目(20080435—2) *通讯作者 号SCXK2006)。海洛因由吉林省公安厅提供,纯度 为98%,用生理盐水配制后抽滤除菌。单磷酸腺苷 (AMP)及单磷酸鸟苷(GMP)为Amemco产品。Trisol 中国实验诊断学2010年2月第14卷第2期 一l63一 RNA提取试剂盒(Gibeo公司)、PrimeScript RT 每13两次腹腔注射核苷酸(AMP与GMP等摩尔混 Reagents Kit和SYBR PrimeSeript RT-PCR kit(TaKaRa 合),每日次剂量均为7.5 mg・kg一体重。④海洛因 公司)、实时荧光定量PCR仪(ABI Prism 7000型, +AMP组:海洛因给药同第2组,并且每日两次腹 USA)。 腔注射AMP,每日次剂量均为7.5 mg・kg 体重。⑤ 1.2动物分组及处理5O只大鼠随机分为5组:① 海洛因+GMP组:海洛因给药同第2组,并且每13 对照组:每日两次腹腔注射生理盐水,注射体积及时 两次腹腔注射GMP,每日次剂量均为7.5 mg・kg 体 间与海洛因组相同,第10天处死。②海洛因组:建 重。各组大鼠于d 10麻醉、处死后,迅速取大脑皮 立海洛因依赖大鼠模型,第1—9天每日两次腹腔注 质,立即放入液氮中2 h,然后转入到一86℃超低温 射海洛因,每日次剂量依次为0.50、0.75、1.25、 冰箱内。 2.00、3.00、4.25、5.75、5.75、5.75 n1g・kg 体重。③ 1.3引设物计所有引物(见表1)均用引物设计软 海洛因+AMP+GMP组:海洛因给药同第2组,并且 件PrimerPrimer 5.0设计,由南京金斯特公司合成。 Table 1 Sequences of oligonucleotides used as primers 1.4 RNA抽提根据Trisol RNA提取试剂盒的操 2结果 作步骤提取大脑皮质总RNA,核酸测定仪测A260/ 实时定量荧光PCR检测显示,海洛因组ADA、 A280,要求在1.8—2.0之间。逆转录反应获得的 黄嘌呤氧化酶(xo)的mRNA比对照组明显升高,分 cDNA一20℃保存。 别为对照组的3.3倍和2.7倍(P<0.05),而海洛因 1.5 SYBR荧光实时定量PCR参照说明书设定 +AMP+GMP组、海洛因+AMP组、海洛因+GMP PCR程序;熔解曲线程序:95℃1 min,65℃15 S, 组与海洛因组相比明显降低(P<0.05)。海洛因组 65℃10 S,从65℃缓慢升温至95℃,每升高0.5℃检 次黄嘌呤鸟嘌呤磷酸核糖转移酶(HGPRT)、腺嘌呤 测一次荧光信号值。反应结束仪器自动生成ct 磷酸核糖转移酶(APRT)和腺苷激酶(AK)的mRNA (threshold cycles)值及熔解曲线图。每个样本设3个 比对照组明显降低,分别为对照组的18%,43%和 重复管,同时设无模板阴性对照。 33%(P<0.05),而海洛因+AMP+GMP组、海洛因 1.6统计学分析各靶基因mRNA相对表达量采 +AMP组、海洛因+GMP组与海洛因组相比有不同 用pfafflc5J法进行分析,将同一样本中目的基因的Ct 程度升高,以HGPRT的升高程度尤为显著(P< 值与内参基因的ct值相减,所得出的ACt为目的基 0.05)。海洛因+AMP+GMP组、海洛因+AMP组、 因相对于内参基因的表达强度,即ACt=目的基因 海洛因+GMP组的各项指标差异无显著性,见图1。 ct.内参基因ct。再使用2一△△n方法将目的基因的表 3讨论 达差异通过处理样本相对于未处理样本的倍数来表 本实验采用SYBR Green I荧光实时定量RT- 示,一△△Ct=一(ACt实验组一ACt对照组)。2一△△n PCR法检测ADA,XO,AK,APRT,HGPRT mRNA的表 >1,目的基因表达上调,反之下调。数据用x±s 达,以探讨外源性补偿嘌呤核苷酸对海洛因所致的 表示,各组均数之间比较采用SPSS11.0统计软件进 嘌呤核苷酸分解代谢增强、合成代谢减弱是否有改 行t检验。 善作用。该方法在应用过程中需结合熔解曲线分析 ・—-——164・-—— Clain J Lob Dia鼬,Feb,2010,Vol 14,No.2 墨4 3 蓬。 ●。 . 1 2 3 ADA 1 ¨ 4 5 一 一 薰 1 2 3 4 5 APRT ~ 1:Control;2:Heroin;3:Heroin+A +GNP;4:Heroin+AMP;5:Heroin+GNP; Relative expression levels of mRNA are nonnali ̄d against ̄-aetin. 图1大鼠脑组织中APA、XO、AK、APRT.HGPRT相对表达水平 来确定PeR产物的特异性_6 J。本实验通过熔解曲 该作用可被同时补偿嘌呤核苷酸抑制。 线分析,确定PCR反应特异性好,反应过程中荧光 海洛因+AMP组、海洛因+GMP组与海洛因+ 信号可反映扩增产物含量的实时变化。结果分析采 AMP+GMP组相比,各目的基因mRNA表达量均无 用相对定量Pfaffl法,首先通过构建目的基因与内参 显著性差异,这与体内嘌呤核苷酸的相互转变有关。 基因B.actin的标准曲线对五种基因扩增效率进行 单纯补充AMP或GMP与同时补充AMP和GMP相 检测,在此基础上,用J3.aetin对各组RNA作均一化 比,对海洛因依赖大鼠各目的基因mRNA表达量的 处理,计算各实验组相对于空白对照组的各目的基 影响无明显差异。 因mtlNA表达的差异倍数。 综上所述,海洛因给药可以使大脑皮质ADA及 腺嘌呤核苷脱氨酶(ADA)和黄嘌呤氧化酶 XO mRNA表达增强,HGPRT、APRT和AK mRNA表 (xO)是瞟呤核苷酸分解代谢的关键酶,ADA催化腺 达降低,提示海洛因在基因水平上促进嘌呤核苷酸 嘌呤核苷酸转化为次黄嘌呤核苷酸,进而分解成次 分解代谢,降低合成代谢,而补偿嘌呤核苷酸可抑制 黄嘌呤:;x0催化次黄嘌呤转化为黄嘌呤,再催化黄 上述作用。嘌呤核苷酸因其所表现出来的对海洛因 嘌呤分解为尿酸 因此,ADA和XO的活性可衡量 的拮抗作用有望成为治疗海洛因依赖的工具。 嘌呤核苷酸分解代谢状况。本实验中海洛因组脑皮 参考文献: 质中ADA和XO mRNA水平显著高于对照组,海洛 [1]Chang LIU,Jian—kai LIU,Mu-jie KAN,et a1.Morphine enhsnees pulse 因+AMP+GMP组ADA和XO mRNA水平虽明显高 nucleotide catabolism in vivo and in vitm[J].Aeta Ph ̄logica Sirti= 于对照组,但比海洛因组有大幅度的降低,说明海洛 ca,2007,28(8):1105. [2 ̄Yu-dan Yang,Ji-zhou Zhang,Cong Sun,et a1.Heroin affects purine nu- 因促进皮质ADA和XO mRNA的表达,而同时补偿 cleofides catabo]ism in rats in viv0[J].Life Seience820o6,78:1413. 嘌呤核苷酸可抑制海洛因的作用。 、 [3]tiu JK,Hong M,Zhao XD.Effect of morphine on expres ̄on 0f gene of 次黄嘌呤鸟嘌呤磷酸核糖转移酶(HGPRT)、腺 enzymes related to purine nueleotide metabolism in c6 gli ̄[J].Chi, ̄se 嘌呤磷酸核糖转移酶(APRT)和腺苷激酶(AK)是 Medical Journal-Peking,2003,83(1y,46. 补救合成途径的关键酶。本实验中海洛因组脑皮质 E4JH ̄,洪敏,刘畅,等.吗啡在基因水平对脑嘌呤核苷酸代 谢的影响[J_.中国药物依赖性杂志,2005,14(3):187. HGPRT,APRT,AK的mRNA的含量均比对照组明显 [5]Hl棚MW.A new mathematical mode]for relative quantiifcation in real- 降低,而海洛因+AMP+GMP组、海洛因+AMP组、 time RT-Pe ̄[J].Nucleic Acids Res,2001,29(9):e45. 海洛因+GMP组 HGPRT,APRT,AK的mtlNA的含 [6]何淑芳,杨林,黄维娟.应用SYBR荧光实时定量tlT2PCR法检测 量比海洛因组明显升高,与对照组水平相近,说明海 TCF-pl诱导瘢痕疙瘩成纤维细胞中PA I-1 mRNA表达[J].中国 洛因抑制脑皮质HGPRT,APRT AK mRNA的表达, 药理学通报,2009,25(1):64. (收稿日期 ̄2009—04—17) 

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