【中国科学技术大学】Ecotox. Environ. Safe.(IF=6.8)静磁场对秀丽隐杆线虫不同性别脂肪生成和分解的影响

2024-05-08

代谢反应在维持人体结构和能量平衡中起重要作用,秀丽隐杆线虫是探究脂质代谢机制过程的理想模型,以脂滴的形式储存脂肪,并在皮下组织和肠道中扩散,秀丽隐杆线虫代谢途径调节与哺乳动物高度同源,且含有脂肪生成和分解基因。此外,秀丽隐杆线虫可以通过AFD神经元感知磁场,而同样已有研究表明,脂肪代谢过程可通过静磁场(SMF)来调节,但SMF对不同发育阶段及性别在代谢过程中的影响鲜有报道。

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中国科学技术大学环境科学与光电技术学院研究团队在环境科学与生态学领域Top期刊Ecotoxicology and Environmental Safety在线发表了题为“Effects of moderate static magnetic fields on the lipogenesis and lipolysis in different genders of Caenorhabditis elegans”的文章,将N2野生型、him-5雄性和fog-2雌性秀丽隐杆线虫菌株置于不同磁场环境下,并于20 ℃下培养,探究不同发育阶段脂肪储量和性别的关系。

研究发现,秀丽隐杆线虫卵在孵化后,会经历4个幼虫期,将L1-L4阶段的秀丽隐杆线虫分别暴露于不同静磁场环境下。与对照N2蠕虫相比,磁场环境下的蠕虫脂肪储量显著减少,在0.2、0.5和1 T磁场环境下脂肪储量分别下降12.67%、16.89%和15.81%。与对照相比,0.5 T下蠕虫在L2-L3和L3-L4脂肪储量分别下降19.36%和14.61%,脂滴标记物荧光降低14.82%,甘油三酯水平降低29.42%,静磁场环境可显著抑制不同发育阶段蠕虫体内脂肪的积累。在磁场环境下,从L1到年轻成虫的蠕虫脂滴更分散,数量更少,且脂滴大小显著下降,不同性别蠕虫在不同发育阶段的脂滴大小也不同。在磁场环境下,蠕虫溶脂基因表达量增加,而脂肪生成基因显著降低,β氧化酶浓度从66.62 pg/mL增加至86.54 pg/mL,β氧化酶活性增大。此外,与5-羟色胺途径、胰岛素和血清素途径相关的基因表达同样发生显著变化。暴露于磁场环境48小时,可延长N2和him-5蠕虫的寿命,分别从19.06和18.78天增加至21.26和20.06天,但对fog-2蠕虫的寿命影响较小。随着磁场技术的快速发展,磁场的生物效应在医学诊断和临床治疗中的应用引起广泛关注,磁场技术应用于模式微生物的培养,为探究磁场对生物体功能提供了新的思路。

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参考文献

https://doi.org/10.1016/j.ecoenv.2023.115005


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