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大连海洋大学学报  2023, Vol. 38 Issue (6): 964-971    DOI: 10.16535/j.cnki.dlhyxb.2023-061
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敲除hdac8基因对斑马鱼低温耐受能力的影响
史雪灵,罗军涛,罗贝贝,韩兵社,张俊芳*
1.上海海洋大学 水产种质资源发掘与利用教育部重点实验室,上海 201306;2.上海海洋大学 水产科学国家级实验教学示范中心,上海 201306
Effects of hdac8 knockout on low temperature tolerance in zebrafish (Danio rerio)
SHI Xueling,LUO Juntao,LUO Beibei,HAN Bingshe,ZHANG Junfang*
1.Key Laboratory of Exploration and Utilization of Aquatic Genetic Resources,Ministry of Education,Shanghai Ocean University,Shanghai 201306,China;2.National Demonstration Center for Experimental Fisheries Science Education,Shanghai Ocean University,Shanghai 201306,China
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摘要 为探究敲除组蛋白去乙酰化酶8基因 (histone deacetylase 8,hdac8)对斑马鱼(Danio rerio)低温耐受能力的影响,采用组织学、生理和生化等方法,研究了低温(8 ℃)短期胁迫下hdac8基因敲除(hdac8-/-)斑马鱼和野生型(WT)斑马鱼的组织损伤、氧化应激相关指标及其凋亡相关基因表达的变化。结果表明:低温胁迫下,hdac8-/-斑马鱼的半数致死时间(LT50)明显缩短,hdac8-/-斑马鱼的LT50为14.5 h,WT斑马鱼的LT50为21.5 h;HE染色显示,低温胁迫下,hdac8-/-斑马鱼鳃丝、肝脏和骨骼肌相较于WT斑马鱼损伤更加严重;28 ℃下,WT和hdac8-/-斑马鱼的活性氧(ROS)、丙二醛(MDA)水平无显著性变化(P>0.05),而hdac8-/-斑马鱼的ATP水平则显著降低(P<0.05);低温胁迫下,hdac8-/-斑马鱼的ROS和MDA水平显著高于WT斑马鱼(P<0.05),而ATP水平则显著低于WT斑马鱼(P<0.05);RT-qPCR显示,28 ℃下,hdac8-/-斑马鱼caspase3基因表达显著上调(P<0.05),其他抗氧化与凋亡相关基因无显著性变化(P>0.05);低温胁迫下,WT和hdac8-/-斑马鱼sodcatcaspase3、caspase9和bax基因表达水平显著上调(P<0.05),且hdac8-/-斑马鱼的这5种基因表达水平均显著高于WT斑马鱼(P<0.05)。研究表明,敲除hdac8基因显著降低了斑马鱼的低温耐受能力,并促进了低温氧化应激损伤和细胞凋亡。
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史雪灵
罗军涛
罗贝贝
韩兵社
张俊芳
关键词:  斑马鱼  组蛋白去乙酰化酶8基因  低温耐受  氧化损伤  细胞凋亡    
Abstract: To explore the effects of knocking out histone deacetylase 8 gene (hdac8) on low-temperature tolerance of zebrafish (Danio rerio), the changes in tissue damage of gill filaments, liver, and skeletal muscles, oxidative stress-related indices, and apoptosis-related gene (caspase3, caspase9, bcl-2, bax and bcl-2/bax) expression were detected in 8 months old hdac8 deficient (hdac8-/-) and wild type (WT) zebrafish exposed to low water-temperature of 8 ℃ stress from 28 ℃ to 18 ℃ at a rate of 1 ℃/h and then to 8 ℃ at a rate of 0.5 ℃/h by histological, physiological and biochemical methods and gene expression analysis. The results showed that the median lethal time (LT50) was significantly decreased under low temperature stress in hdac8-/- zebrafish, with the LT50 of 14.5 h relative to the LT50 of 21.5 h in WT zebrafish. HE staining showed that more severe damage was observed in the gill filaments, liver and skeletal muscle in hdac8-/- zebrafish compared with WT zebrafish under low temperature stress. The ATP level in hdac8-/- zebrafish showed very significant decrease (P<0.05) at 28 ℃, without significant difference in the levels of reactive oxygen species (ROS) and malondialdehyde content between WT and hdac8-/- zebrafish (P>0.05). Under low-temperature stress, however, the hdac8-/- zebrafish had very significantly higher ROS and MDA levels than the WT zebrafish did (P<0.05), and very significantly lower ATP level than the WT zebrafish (P<0.05) did. RT-qPCR revealed that there was significantly up-regulated expression level of caspase3 in hdac8-/- zebrafish (P<0.05) at 28 ℃, without significant difference in the expression levels of other antioxidant and apoptosis-related genes (P>0.05). Under low-temperature stress, the expression levels of sodcatcaspase3, caspase9 and bax were found to be significantly up-regulated in both WT and hdac8-/- zebrafish (P<0.05), significantly higher expression levels of these genes in hdac8-/- zebrafish than those in WT zebrafish (P<0.05). In conclusion, hdac8 knockout significantly impaired the tolerance to low temperature of zebrafish, and promoted oxidative damage and cell apoptosis at low temperature.
Key words:  Danio rerio     hdac8    low-temperature tolerance    oxidative damage    cell apoptosis
               出版日期:  2024-01-18      发布日期:  2024-01-18      期的出版日期:  2024-01-18
中图分类号:  S 965.9  
基金资助: 上海市科技兴农重点攻关项目[沪农科创字(2019)第1-2号];国家自然科学基金面上项目(81770165);上海市教委水产一流学科建设项目
引用本文:    
史雪灵, 罗军涛, 罗贝贝, 韩兵社, 张俊芳. 敲除hdac8基因对斑马鱼低温耐受能力的影响[J]. 大连海洋大学学报, 2023, 38(6): 964-971.
SHI Xueling, LUO Juntao, LUO Beibei, HAN Bingshe, ZHANG Junfang. Effects of hdac8 knockout on low temperature tolerance in zebrafish (Danio rerio). Journal of Dalian Ocean University, 2023, 38(6): 964-971.
链接本文:  
https://xuebao.dlou.edu.cn/CN/10.16535/j.cnki.dlhyxb.2023-061  或          https://xuebao.dlou.edu.cn/CN/Y2023/V38/I6/964
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