夏眠刺参消化道组织学特征及表观修饰基因表达模式分析

夏眠是刺参的一个重要生理习性，为了比较不同夏眠程度刺参消化道结构与表观修饰相关基因表达的差异，本论文采用组织学及分子生物学的实验手段，研究了刺参前肠各组织层在夏眠不同阶段的厚度差异；比较了刺参前肠肠腔上皮细胞超微结构在夏眠解除期与非夏眠期的差异；检测分析了刺参DNA甲基化及染色质重塑相关基因在夏眠各个阶段的表达量差异，进一步丰富了刺参夏眠的基础理论。主要研究结果如下：1.在刺参夏眠不同程度选取三个时间点，将其分为夏眠初期、深度夏眠期和夏眠解除期三个阶段，并以非夏眠期样品作为对照组。采集前肠组织为研究材料，制作石蜡切片，统计不同时期刺参前肠壁厚度、前肠肠腔上皮、粘膜下层、肌肉层和体腔上皮的厚度及直径。结果显示，与对照组相比，夏眠不同时期粘膜下层厚度均无差异（P>0.05），夏眠初期肠腔上皮和体腔上皮厚度显著小于对照组（P<0.05），深度夏眠期肠腔上皮和肌肉层厚度显著小于对照组（P<0.05），刺参前肠直径在深度夏眠期显著变小（P<0.05）。计算前肠各组织层厚度占肠壁总厚度的比例发现：夏眠初期肠腔上皮和体腔上皮厚度占肠壁总厚度的比例要显著小于非夏眠期（P<0.05），粘膜下层的比例则显著变大（P<0.05），肌肉层所占比例在深度夏眠期显著小于其他几个时期（P<0.05）。2.比较了夏眠解除期与非夏眠期刺参前肠肠腔上皮超微结构的差异。在夏眠解除期，刺参肠腔上皮会发生一系列的变化，包括细胞微绒毛数量减少，细胞核内染色质固缩、呈不规则的团块状，线粒体数量减少、并呈空泡状，核糖体数量减少，细胞裂解、排出色素等物质。而非夏眠期的刺参前肠肠腔上皮细胞有丰富的微绒毛，染色质多以常染色体的形式出现，核仁清晰，线粒体数量多且结构完整，各细胞器结构完整。3.以非夏眠期、夏眠初期、深度夏眠期、夏眠解除期和恢复期刺参消化道、呼吸树、肌肉和体壁组织为材料，利用荧光定量PCR技术，定量分析了刺参DNA甲基化及染色质重塑调控相关基因DNA甲基转移酶1基因DNA(cytosine-5)-methyltransferase1（DNMT1）、甲基CpG结合结构域蛋白2基因Methyl-CpG-binding domain protein2（MBD2）和染色质区解旋酶DNA结合蛋白5基因Chromodomain-helicase-DNA-binding protein5（CHD5）的表达模式。结果表明，与非夏眠期相比较，深度夏眠期消化道和呼吸树组织中三个基因的表达量均出现显著上升(P<0.05)；肌肉组织中DNMT1基因的表达量变化不明显，MBD2和CHD5基因在深度夏眠期均出现显著上升(P<0.05)，体壁组织中，三个基因的表达量在夏眠解除期前后均出现不同程度的上升(P<0.05)。