● 摘要
节律性是生物最基本的特征之一。地球自转产生昼夜周而复始的交替变化,生物在不断的适应过程中,自身也随之产生周期性变化的节律现象。从低等的细菌到高等哺乳动物,经过漫长的适应性进化,生物体发育分化出特殊的定时系统,即生物钟,控制机体各项活动及行为,呈现周期性变化。
甘肃鼢鼠,终年生活在黑暗的地下洞道内,长期的适应进化,其视觉系统严重退化,眼不具成像功能,但可以识别明暗环境。昼夜节律的分子生物学基础是依赖于由一系列钟基因的转录-翻译活动形成的振荡反馈环路,Clock作为正向调节成分,在生物钟的分子振荡机制中发挥作用。通过ENU(N-乙基-N-亚硝基脲)获得小鼠m Clock昼夜节律突变体,体内异常表达的CLOCK蛋白引起小鼠昼夜节律性出现异常,包括近日节律消失及内源性节律改变,证明Clock基因在哺乳动物昼夜节律调节中的重要性。哈氏腺一种广泛存在于两栖类、爬行类、鸟类及大多数哺乳动物眼眶内的内分泌性腺体,在啮齿类动物尤为发达,研究证实其参与了保护眼球、免疫反应、温度调节、抗氧化及感光等多项生理功能。而哈氏腺内Clock在视觉系统严重退化的甘肃鼢鼠中,对其昼夜节律的调节是否发挥作用?哈氏腺等组织的Clock mRNA的表达及对昼夜节律的调节尚未深入研究。本实验运用组织切片观察哈氏腺的显微结构,采用实时定量PCR技术对实验室自然光和全黑光照条件下甘肃鼢鼠哈氏腺等组织内Clock mRNA的表达进行检测,探讨Clock基因对昼夜节律的调节功能,以期为地下鼠的昼夜节律调节机制研究提供参考。主要的实验结果有:
1. 对甘肃鼢鼠哈氏腺整体形态观察发现,哈氏腺非常肥大,表面被膜,包绕在退化的眼周围,紧靠眼球后,向后下方延伸(图版I:图2)。位于颧骨下的颞窝,呈带状分布,与颞肌、咬肌和皮肌相邻(图版I:图2 T 、M、 D)。新鲜标本呈奶油色,(图版I:图3),为体重的千分之一左右,雌雄间哈氏腺重量及与体重比差异不显著性。
2. 运用组织学技术对哈氏腺的显微结构进行研究。结果表明:哈氏腺为管泡状腺体,腺体呈分叶状(图版II:图1)。腺泡由柱状细胞构成,不具有真正的管道系统,腺泡腔汇合,形成分泌管道(图版II:图1 C)。据活动状态腺泡可分为厚细胞和薄细胞,厚细胞较薄细胞更普遍(图版II:图4),但在腺体头部,薄细胞更为常见(图II:图2)。腺泡细胞内有较多体积不等的脂质小泡(图版II:图3)。
3.运用实时定量PCR技术对甘肃鼢鼠的哈氏腺、眼、肝和肾中Clock mRNA的表达进行研究。结果表明:在0:00、6:00、12:00和18:00的表达水平不具有振荡性,近日节律消失(P>0.05),全黑(DD组)和明暗交替(LD组)实验组的结果一致。
Clock mRNA在不同组织的表达水平不同,哈氏腺中Clock mRNA的表达量显著高于眼、肝和肾(P