获 奖 人：鲍恩东  唐  姝  吕英军  张晓辉  张  淼

获奖单位：南京农业大学

项目简介：

应激会导致畜禽发生应激综合征,给畜牧养殖业造成巨大损失。在我国大部分地区，每年夏天都会出现持续超过各种畜禽等热区上限的极端天气（35℃－40℃），引起畜禽免疫力低下、传染病爆发，甚至死亡。有报道称，美国每年因热应激造成的养殖业损失就高达24亿美元。由于应激会导致动物机体的非特异性损伤，使得研究应激状态下动物机体的应激反应机制，筛选抗应激药物，以及药物的抗应激机制显得极为迫切。

1、我们在哺乳动物和禽类长达10多年的研究中发现，运输（热）应激可导致畜禽生产能力下降，甚至发生主要原因为心肌细胞急性变性、坏死（凋亡）所致的猝死。研究结果同时也发现，应激过程中畜禽心脏组织在免受应激性病理损害的细胞反应中，热休克蛋白（Heat Shock Proteins，Hsps）发挥着及其重要的保护性作用，而且不同家族的Hsps在受到应激刺激时，其在基因和蛋白水平均会发生显著变化。

2、我们在长期的应激损伤性研究过程中，建立了研究畜（禽）体内、外动物和细胞水平的应激模型，为深入稳定的研究应激反应及应激损伤、揭示热休克蛋白保护性作用机制提供了研发平台。利用影像学、分子生物学、病理学等多种研究方法，对正常状态下不同家族HSPs的分子生物学功能进行了研究，并进一步利用基因克隆以及RNA干扰等手段对特定家族的HSPs（如Hsp70，Hsp90，Hsp60，Hsp27，CryAB）的转录和翻译表达进行了调控机制研究，对Hsps的翻译后修饰情况进行了研究，阐明了不同家族Hsps的功能及其所处的信号通路。研究结果发现，诱导型Hsp70和Hsp90基因会受到热休克转录因子1（Heat Shock Factor-1，HSF-1）的上调，在热应激初期即呈现出显著的高表达以抵抗应激性损伤；小分子家族热休克蛋白HSP27主要以磷酸化形式行使其分子生物学功能，HSP20（CryAB）作为细胞骨架分子伴侣维持细胞的形态，Hsp60通过与线粒体门控系统结合来维持线粒体的正常功能从而保持细胞的ATP供应等。我们还发现，过表达Hsps的组织和细胞总是伴随着较轻微的组织和细胞的损伤，而干扰某一特定Hsps后则呈现出严重的组织和细胞损伤，说明热休克蛋白家族在应激反应以及抵抗应激损伤过程中具有无可替代的作用。

3、我们发现了可以保护心脏免受应激损伤的药物-阿斯匹林，并且研究了其诱导热休克蛋白表达从而抵抗心肌损伤的分子机制，为后续筛选天然的抗应激产品提供了理论支撑。依据试验结果及分析，我们发现解热镇痛药物阿斯匹林(乙酰水杨酸)可以通过诱导应激前组织细胞中的Hsps（Hsp70，Hsp90等）高表达以抵御应激所致的应激性损伤。提前饲喂阿司匹林的肉鸡在受到热应激刺激时其心肌所遭受的应激性损伤较未处理受试鸡有显著减轻，同时在离体培养的心肌细胞热应激耐受试验中也得到证实。其分子机制主要是通过上调Hsf-1蛋白的三聚化，使其结合Hsps启动子区域的热休克转录元件（Heat Shock Element，HSE），从而诱导Hsps基因转录和蛋白翻译水平的成倍上升，最终减轻动物机体和细胞的应激性病理损伤。我们的研究发现，不同家族Hsps在抵抗热应激损伤时行使的分子生物学功能并不同，但都与细胞的代谢、增殖、凋亡、死亡紧密相关，发挥着重要的分子伴侣功能。而阿司匹林能够在动物遭受热应激之前通过诱导Hsps高表达，减轻热应激导致的组织细胞损伤。

上述研究成果曾经以论文发表的形式获得国内、外同行的关注，项目组发表了相关SCI收录源论文45余篇，中文核心期刊10余篇（应激研究的权威杂志Cell Stress and Chaporanes曾经将部分免疫组织化学结果安排成封面图片予以配发[2009，14：61-69]）。我们的研究成果为将来实现利用药物（阿司匹林）在兽医临床上发挥抗应激性损伤、降低应激所致的养殖业经济损失提供了理论和实验依据。