南京农业大学学报  2018, Vol. 41 Issue (4): 605-615   PDF    
http://dx.doi.org/10.7685/jnau.201801013
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唐姝, 徐蛟, 狄良娇, 殷斌, 孙家瑞, 鲍恩东
TANG Shu, XU Jiao, DI Liangjiao, YIN Bin, SUN Jiarui, BAO Endong
热休克蛋白的功能及其在畜牧业中的应用
The function and application of heat shock protein in animal breeding and veterinary medicine
南京农业大学学报, 2018, 41(4): 605-615
Journal of Nanjing Agricultural University, 2018, 41(4): 605-615.
http://dx.doi.org/10.7685/jnau.201801013

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收稿日期: 2018-01-11
热休克蛋白的功能及其在畜牧业中的应用
唐姝1 , 徐蛟1 , 狄良娇2 , 殷斌1 , 孙家瑞1 , 鲍恩东1     
1. 南京农业大学动物医学院, 江苏 南京 210095;
2. 宁夏智弘生物科技有限公司, 宁夏 银川 750021
摘要:作为分子伴侣,热休克蛋白(HSP)可以参与到各种生命活动中。其最主要的功能是帮助错误折叠蛋白回到原来的状态,维持细胞的稳态。很多研究都表明HSP可以参与免疫、抗氧化、抗辐射以及抗癌细胞增殖中。在畜禽养殖过程中,动物遭受热应激时体内HSP均会有不同程度的表达,HSP的表达量与细胞损伤程度成反比。因此提示其可能对动物抵抗应激具有重要作用。使用阿司匹林或辅酶Q10能在热应激状态下诱导HSP表达,从而帮助畜禽抵抗热应激,提高动物养殖效益。本文总结了前人关于HSP在不同领域的研究进展,热应激状态下畜禽体内HSP的表达情况,以及以HSP为指标筛选饲料添加剂抵抗热应激的效果等。
关键词热休克蛋白   动物养殖   饲料添加剂   
The function and application of heat shock protein in animal breeding and veterinary medicine
TANG Shu1, XU Jiao1, DI Liangjiao2, YIN Bin1, SUN Jiarui1, BAO Endong1    
1. College of Veterinary Medicine, Nanjing Agricultural University, Nanjing 210095, China;
2. Ningxia Zoohance Biotech Co., Ltd., Yinchuan 750021, China
Abstract: Heat shock proteins(HSP)can keep cell homeostasis and capture the wrong folding proteins back to normal state, which act as molecular chaperone from bacteria to human under stress conditions. HSP participate in nearly all vital activities such as immune function, anti-oxidative, anti-radiation and cancer cell proliferation et al. Expression of different Hsps during stress varies depending on their protective functions and anti-apoptotic activities. When livestock under heat stress, HSP expressed differently, suggesting their protective role. Adding aspirin or coenzyme Q10 and other substance to animal feed could upregulate HSP expression under heat stress, suggesting these feed supplements could improve stress tolerance in animals, and improve the efficiency of animal breeding and decrease the cost. In the present review, we summarized the findings of previous research on the application of HSP in human area and veterinary medicine, and the current feed supplyments anti-stress activities, for better animal welfare and food safty in future.
Key words: heat shock protein    animal breeding    feed supplement   
1 热休克蛋白 1.1 动物热应激反应及危害

随着动物养殖业和兽医学的不断发展, 动物福利主要集中在饲养、运输和疾病环节。热应激属于动物养殖环节中经常遇到的问题, 尤其养殖密度过高的饲养环境。热应激常常导致较高的死亡率, 造成巨大的经济损失。家畜、家禽为恒温动物, 耐热性差, 短时间的高温应激即可引起畜禽体温调节及生理机能紊乱等一系列异常反应, 甚至死亡[1]。不同畜禽的最佳舒适温度(等热区)不同:肉鸡的等热区为10~28 ℃, 蛋鸡为13~25 ℃, 哺乳猪为30~35 ℃, 仔猪为20~28 ℃, 育成育肥猪16~26 ℃, 经产母猪为16~22 ℃, 公猪为14~25 ℃, 山羊为20~28 ℃, 绵羊为21~25 ℃。一旦环境温度超过各种动物的舒适区上限, 动物就会出现热应激反应, 环境温度超过舒适区上限越高, 热应激反应的程度就越严重。因此, 在畜禽的养殖过程中往往需要根据不同动物的等热区来调节畜舍温度。在中国, 大部分地区尤其是南方地区夏天都会出现持续超过家畜家禽等热区上限的高温天气(35~40 ℃), 造成动物免疫力下降及各种疾病, 甚至猝死。美国每年因热应激而造成的养殖业损失就高达24亿美元[2]; 不仅是家畜, 在1979—1997年, 美国由于热应激引起人的死亡数达7 000余人。同样的案例也曾发生在沙特阿拉伯、巴基斯坦、印度等天气炎热的国家。在目前高度的集约化养殖条件下, 热应激不仅会导致畜禽疾病、猝死, 给养殖业造成巨大损失, 还会严重影响畜禽产品(肉、蛋、奶等)质量[3-4]。由于热应激与其他传染病的致病因素不同, 其对动物机体的损害是非特异性的, 引起的动物发病甚至死亡原因复杂, 且目前尚无有效的解决办法, 因此关于热应激激活的动物体内信号通路, 以及动物机体自身激活的抵抗机制已成为近年来研究的重点。

李静等[5]用鸡建立动物热应激下血压研究模型, 给予试验鸡群的持续高温, 然后测定其血压, 发现试验鸡股动脉压极显著下降, 从而推测高温下鸡群发生猝死的主要原因可能是由于短时间内血压的剧烈下降, 导致心脏供血不足所致。环境高温时, 禽的采食量下降, 分泌性能下降, 导致其生产性能低下。高温应激致使生长速度减慢, 日增重降低。此外, 高温应激可导致禽生长速度减慢, 蛋白利用率下降。潘晓建等[6]、于纪棉[7]对肉鸡进行宰前急性热应激, 发现肉鸡胸脯肉值降低, 肌肉脂肪和蛋白质氧化进程加快, 胸肉蛋白质变性, 其溶解度降低, 尤其肌原纤维蛋白变性, 降低其凝胶特性, 因而导致其保水性能变差, 肉汁损失、压榨损失和煮制损失均呈增加趋势, 致使肉品的营养性能下降。王述柏等[8]对髙温应激鸡群弱毒活疫苗及灭活疫苗的免疫效果进行了研究, 发现高温应激弱毒活疫苗组在整个试验过程中均显著低于对照。而且, 随着高温热应激强度的增加, 蛋鸡耐热能力降低, 反应鸡只免疫力的生化指标逐渐下降。在热应激3 d后淋巴细胞开始凋亡, 5 d后淋巴细胞病理变化以坏死为主, 这表明热应激对肉鸡的免疫功能影响较大[9]。张洪英等对肉鸡进行了急性热应激试验, 发现热应激2 h鸡群淋巴细胞转化率显著下降, 细胞活性显著增强, 当应激至5 h, 免疫器官(胸腺、脾脏、法氏囊)等均出现出血、颗粒变性、水泡变性、脂肪变性、萎缩的病理变化[9]。以上研究表明, 热应激对畜禽导致的损伤是非特异性的, 不仅影响了畜禽的生产性能, 对人类食品质量和安全也产生了影响。而很多研究也表明[3-4, 7], 不论是受到运输应激的猪还是受到热应激的畜禽, 其不同组织脏器中都会表达一类蛋白, 就是热休克蛋白(HSP), HSP作为分子伴侣参与到动物的各项生命活动中。从线粒体等提供能量的细胞器中, 或是维持细胞形态的细胞骨架中都有HSP的存在, 因此, 研究HSP在热应激的畜禽体内发生的动态变化以及如何利用HSP保护动物机体抵抗热应激成为研究的重点。

1.2 热休克蛋白的发现及命名

1962年, Ritossa[10]在一次试验中意外发现, 果蝇受到热应激时(从25 ℃移至30 ℃, 持续30 min), 其唾液腺染色体处出现3个特殊的膨突, 提示在该唾液腺细胞内含有一种特殊类型的蛋白质, 因其与热应激有关, 故Ritossa将其命名为热休克蛋白(heat shock protein, HSP)。人们也将这种现象称为热休克反应或热休克应答(heat shock response, HSR)。随着研究的不断深入, 人们发现不仅热应激可以诱导HSP表达, 而且某些化学物质以及缺血、缺氧和炎症等均能诱导同样的反应, 并且在不同的脏器, 甚至在原核生物和真核生物以及单个细胞中都有这种膨突现象, 提示这种反应并不是组织特异性的, 而是广泛存在于各种器官的细胞。热应激引发机体出现热休克反应, 其主要表现就是HSP的合成增多, 而HSP的增多又可提高动物机体的耐热能力, 增加机体耐缺血、缺氧及某些化学物质的能力[11-12]

1.3 热休克蛋白的分类

HSP种类繁多, 目前已经报道的就有十几种。目前比较流行的分类方法是按照HSP的分子量来进行分类。Carper等[13]按照分子量大小将体内存在的HSP分为HSP110、HSP90、HSP70、HSP60、HSP40、小分子HSP(small HSP, sHSP)和泛素等7个家族。其中研究比较多的主要是HSP90家族[相对分子质量(83~100)×103)]、HSP70家族[相对分子质量(66~78)×103]、HSP60家族和sHSP[相对分子质量(12~43)×103]。HSP可以参与到生命活动的众多信号通路中(图 1)。

图 1 热休克蛋白与不同信号通路蛋白的互作 Figure 1 The interaction between HSP and other proteins in different cell signaling pathway
1.4 热休克蛋白的功能 1.4.1 分子伴侣

HSP最基本的生理作用就是履行分子伴侣的功能。分子伴侣能帮助其他蛋白质进行正确的折叠、组装、转运, 介导错误折叠的蛋白质进行降解[14-15]。同时它还具有介导蛋白质跨质膜转运、调控信息传递通路和转录复制, 参与微管形成与修复、防止未折叠的蛋白质变性以及抗衰老等多重功能[14-15]。HSP27的分子伴侣功能主要表现为参与生理状态下蛋白质的装配、折叠、运输和降解等[16-17]。在肿瘤细胞中, 它可以保护肿瘤细胞并增加其耐药性。在参与装配巨球蛋白复合物(如F-actin聚合)时活性也非常强, 这种活性要依赖于其磷酸化状态的单体或多聚体状态的存在。在非磷酸化单体状态下的HSP27会通过绑定到微丝的末端来阻止F-actin的聚合, 而在磷酸化多聚体状态下的HSP27则促进这种聚合的形成[18]。另一种sHSP家族成员αB-crystallin则主要参与保护酸性条件下的肌动蛋白[19-21]。通过与心肌肌节中的Z线结合, 它还可以阻止肌球蛋白的降解[21]

HSP70和热激同源蛋白70(heat shock cognate protein 70, HSC70)HSC70以单体的形式发挥分子伴侣的作用。它们的结构均包含1个肽结合端和酶催化端。其中肽结合端主要是与核糖体上的新生多肽结合, 控制新合成的蛋白质进行正确的折叠[22-23]。在非应激状态, HSP70在细胞浆中表现出一系列分子伴侣功能, 如稳定没有折叠的新合成肽; 保持这些肽在达到应有的位置之前处在未折叠的状态。此外, HSP70还被发现与细胞骨架蛋白[23-24]、细胞表面糖蛋白[25]、钙调蛋白、饱和长链脂肪酸、硬脂酸等有关; HSP70还参与线粒体和内质网膜的移位过程[26]; HSP还可以引导错误折叠的蛋白进入溶酶体或者过氧化物酶体。相比较在非应激状态的分子伴侣功能而言, 在应激状态下HSC70履行其分子伴侣功能的研究报道非常少。这主要是因为在应激状态下, 许多组成型HSP在细胞里重新分布并行使其功能, 这似乎是这些HSP发挥保护作用的关键。

HSP90是一种在细胞内广泛分布、表达量较高、进化过程中高度保守的HSP。作为细胞内最活跃的分子伴侣之一, HSP90主要存在与细胞质中, 并发挥重要作用, 比如细胞周期的控制、细胞生存、激素作用以及大量相关信号转导通路。HSP90在细胞的应激反应中可以和构象改变的蛋白质互作, 保证蛋白质进行恰当折叠, 并防止其非特异性聚集, 这对于细胞维持自身生理平衡(内稳态)十分关键[27-28]

1.4.2 提高细胞抗应激能力

小分子热休克蛋白(如HSP27和αB-crystallin)的最重要功能是保护细胞免受各种应激原的刺激。热应激状态下, HSP27和αB-crystallin磷酸化后与肌节的结构蛋白和细胞骨架结合, 增加热耐受能力[21, 29-30]。有资料显示, HSP27对细胞因氧化应激诱导而造成的肌球蛋白裂解和细胞死亡有耐受性[17]。Barbato等[31]对小鼠进行心脏缺血试验, 发现αB-crystallin可以结合到肌钙蛋白T和肌钙蛋白I上。

细胞中HSP70的高表达可以增加其对各种应激原(如热、缺血、缺氧等)的耐受性, 从而大大提高细胞在应激环境下的存活率[32]。热应激后, HSP90迅速转移到xl胞核内, 并且在15 h后达到峰值, 主要的作用是结合并稳定未折叠的蛋白。有试验证明, HSP90与细胞热耐受密切相关[27, 33]

1.4.3 HSP的抗凋亡作用

伴随着各种应激, 细胞凋亡是一种普遍现象, 并且在早期属于可逆过程, 但当细胞严重受损或死亡时属于不可逆过程。含半胱氨酸的天冬氨酸蛋白水解酶(cysteinyl aspartate specific proteinase, Caspase)依赖性凋亡具有两条通路:外源性通路(包含Caspase-8的活化)和内源性通路(包含Caspase-9的活化)。细胞凋亡诱导因子(apoptosis inducing factor, AIF)属于内源性Caspase非依赖性凋亡通路的重要因子, 一旦细胞受到应激时, 它从线粒体释放后进入细胞核, 直接引起细胞凋亡[17, 34]。HSP在动物体内具有抗凋亡的作用。

HSP70和HSP90可以与凋亡蛋白酶激活因子1(apoptotic protease activating factor-1, Apaf-1)结合, 从而阻碍Apaf-1的下游反应[35]。HSP70也会抑制线粒体释放AIF, 从而阻碍Caspase非依赖性凋亡通路[36]。HSP70可以使白血病T细胞对Fas蛋白诱导的细胞凋亡更敏感[37]。在热应激条件下, 鸡原代心肌细胞通过线粒体通路抑制HSP70的表达量, 从而促进细胞凋亡[38-39]。HSP90同样可以诱导细胞凋亡, Galea-Lauri等[40]证明HSP90的过表达使由肿瘤坏死因子α(tumor necrosis factor, TNF)合并放线菌诱导的造血细胞凋亡明显增加。相反, 反义转染的HSP90低表达细胞能够抑制细胞凋亡的发生。

HSP27可以通过激活蛋白激酶B(protein kinase B, PKB)来调节细胞凋亡。PKB的激活能够抑制细胞凋亡的发生, 这在很多系统中都已经得到证明[41]。在热和超氧化物诱导的细胞应激中, HSP27激活了PKB的活性。在HSP27高水平表达的细胞中, 这种HSP27诱导的激活可以增加细胞对凋亡的抵抗力[18, 41]。研究表明, HSP27可以通过抑制半胱天冬酶的活性来抑制细胞凋亡[17]。HSP27可以通过与细胞色素c的作用负调节pro-Caspase9的活性, 进而阻止细胞凋亡复合物的形成。此外, HSP27还可以通过封锁细胞色素c的释放来阻止细胞凋亡[29]

1.4.4 抗氧化作用

Yamamoto等[42]认为, HSP可以通过促进内源性抗过氧化物酶的产生并抑制氧自由基关键酶NADPH氧化酶的表达, 来降低活性氧的产生, 达到增强细胞抗氧化应激的目的。HSP27可以通过促进谷胱甘肽(glutathione, GSH)自身的氧化还原循环, 使细胞内GSH的水平提高, 增加抗氧化能力。Mehlen等[43]证明HSP27能延缓过氧化及胞质蛋白的氧化等过程。热处理或药物诱导表达的HSP70能明显减少细胞内因为脂多糖刺激而产生的氧自由基[44]。此外, 心肌中HSP70的高表达可以减弱氧自由基的损伤, 提高心肌细胞内超氧化物歧化酶的活性, 进而减轻心肌缺血-再灌注的损伤[45]

1.4.5 参与免疫调节

研究发现[46-47], HSP参与免疫应答, 如抗原受体的成熟、抗原加工以及抗原呈递、抗感染免疫、自身免疫以及肿瘤免疫等。对于某些致病微生物来说, HSP是一种免疫分子, 而且可以参与一系列免疫反应。

1) 参与抗原受体的成熟、加工及呈递。免疫应答过程的关键在于抗原的加工和呈递, 一般认为, HSP通过MHCⅠ类途径和MHCⅡ类途径2种方式分别将抗原信息提呈给CD8+T细胞和CD4+T细胞。MHCⅠ类途径是在HSP70和HSP90等HSP的参与下, 抗原在细胞质中先被蛋白酶水解形成多个肽段, 然后借助多肽转运蛋白(transporters associated with antigen processing, TAP)转运到内质网内, 由gp96提交给MHCⅠ类分子, 组装成稳定的三聚体, 再转运到细胞表面, 供CD8+T细胞的T细胞(抗原)受体(T cell receptor, TCR)识别[48]。大量研究表明, gp96、HSP90、HSP70在MHCⅠ类途径的抗原呈递过程中表现出伴移抗原肽的作用, 而HSP本身不具有免疫原性也不受MHC分子的限制; 此外, HSP在没有TAP的条件下仍然可以参与抗原的加工与呈递[25, 48]

2) 引起抗感染免疫。Weiss等[49]发现, HSP可以显著减轻肺间质水肿, 减少炎性蛋白的渗出, 明显降低急性呼吸窘迫征(acute respiratory distress syndrome, ARDS)动物48 h内的死亡率。Demaio[50]也报道HSP可以抑制炎症反应, 防止细胞被破坏。HSP的抗感染免疫主要表现在特异性的抗感染免疫和非特异性抗感染免疫2个方面。特异性抗感染免疫反应中病原微生物与机体产生的HSP同源性高于50%以上, 但是有不同的抗原性; 原核生物与真核生物的HSP在进化方面高度保守, 同时HSP又是免疫原性蛋白, 能与病原体结合成为免疫显性抗原, 导致宿主对该病原体产生抗感染免疫。

3) 参与肿瘤免疫。肿瘤细胞表面的一种特异性移植抗原(TSPA)是HSP90家族的成员, 它参与处理提呈肿瘤特异性表位, 引起免疫排斥, 促使肿瘤消退或停止生长。此外, HSP还可以与某些细胞因子协同抗肿瘤[51]。HSP不仅参与肿瘤抗原的加工、呈递, 而且可以直接以抗原呈递分子将肿瘤抗原肽提呈给T淋巴细胞, 激发细胞免疫。Tamura等[52]证明, T杀伤细胞对CD4+、CD8+和HSP70转化的T细胞的杀伤作用可以被HSP70抗体所阻断, 但是不能被MHCⅠ类抗体、抗自然杀伤细胞(natural killer cell, NK)抗体所阻断, 进一步证明了HSP可直接作为抗原提呈分子。

1.4.6 HSPs在癌症诊断与治疗中作用

在兽医以及宠物领域中, 癌症也是常见的恶性疾病, HSP与许多癌症密切相关[53-55]。在肿瘤细胞中, HSP表达量增加与抗凋亡的保护性作用有关, 因此HSP被认为是癌症的潜在标记物, 可被用于预测特定的癌症。在胃癌、肝癌、前列腺癌和骨肉瘤预后不良时, HSP27出现过表达的现象[56]。同样, HSP70在乳腺癌、子宫内膜癌、宫颈癌和膀胱癌预后不良时表达量增加, 并且HSP110在胃癌细胞核中表达量增加[57-58]。犬的骨肉瘤预后不良时HSP60的表达量很高, 犬传染性性病肿瘤(canine transmissible venereal tumor, CTVT)中HSP60和HSP70的表达量增加, 犬乳腺癌中HSP70和HSP110存在表达量增加的现象[59]。这一现象可能与HSP分子伴侣的功能有关, 在应激条件下, 它们可以帮助蛋白质在癌症细胞中维持正常的形态, 或者通过直接与凋亡因子结合的形式来缓解凋亡[60]

基于HSP在癌症中的特点, 通过抑制HSP的表达可能会阻碍癌症细胞的增殖与扩散, 也就意味着抑制HSP可能成为临床治疗癌症的新方向。槲皮素是一种天然的黄酮类化合物, 它在治疗癌症中抑制了HSP70的表达; 替莫唑胺和槲皮素降低HSP27和HSP72的表达量, 增加多形性胶质母细胞瘤T98G和间变型星形细胞瘤MOGGCCM中Caspase-3与Caspase-9的表达量, 从而促进了细胞凋亡的进程[45]。有报道指出, 槲皮素在人宫颈癌细胞中具有抗癌的作用, 并能抑制HSP70的表达[54]。AUY922、格尔德霉素和17-AAG等药剂, 通过抑制HSP90的表达而阻碍癌症细胞的增殖[54]。HSP60有望成为未来治疗非小细胞肺癌的靶点[55]。值得一提的是, 通过RNA干扰技术抑制HSP60的表达量, 会引发犬骨肉瘤细胞的凋亡, 并且抑制肿瘤细胞的增殖[55]。尽管HSP与癌症的研究主要集中在人类医学领域, 但是该研究结果也为HSP在兽医学领域中癌症的诊断与治疗提供重要依据。

1.4.7 抗辐射作用

紫外线和γ射线等均已经被证明能够诱导HSP70的明显高表达。Gordon等[61]已经证明, 预应激诱导产生的HSP70可以显著减少随后γ射线引起的细胞凋亡。而在热休克处理前加入HSP70反义核苷酸, 以阻断HSP70的诱导表达, 则能逆转热休克预处理的凋亡抑制作用。此外, HSP70还被证明对DNA的损伤有防护作用。针对这一点, 如果能找到提高机体HSP水平的稳定技术或方法, 或寻找对机体无损伤或损伤小的HSP诱导剂, 诱导机体适当表达HSP, 则可以增加机体细胞耐辐射能力, 为研制下一代辐射损伤防护剂提供新思路[15, 62]

2 应激条件下HSP的变化情况

细胞在受到各种应激刺激时, 会诱导HSP的合成, 参与细胞保护功能, 增加细胞对应激的耐受性。HSP能否被正常激活, 决定对应激的耐受性是否形成。HSP的表达量与细胞对应激的耐受性呈正相关。研究发现, 在给予动物强刺激前, 先给予温和刺激, 会增强动物对强刺激的耐受性[63]。应激条件下, HSP的变化是一种基于分子伴侣活动的保护机制。在运输应激条件下, 猪心肌细胞中HSP27和HSP70表达量增加, 其表达量的增加伴随着心肌损伤的减轻, 因此可能与保护心肌细胞有关, 但是不同HSP表达趋势不同, 如HSP90的表达量降低, 可能与受损的心肌细胞抑制它的合成有关[38, 64-65]。对运输应激条件下商品猪的表达与定位的研究表明, 肝细胞内HSP27显著下降, HSP70家族变化不明显, HSP90家族的表达显著上调, 但是HSP86显著下调; 骨豁肌中HSP70家族差异不显著, 而HSP90家族的HSP90与HSP86显著下调, 提示家族在运输应激条件下发挥着重要作用, 可能是判断应激损伤的指示因子[66-67]。猪经过2 h的运输应激后, HSP60在肝和胃中的表达量增加, 而在心脏中的表达量显著降低, 与心肌组织衰退、胃组织未受损的结果一致。因此提示不同HSP在不同组织细胞内表达分布存在差异, 可能发挥着不同的分子生物学功能[68]

有研究表明, HSP在遭受热应激刺激时会出现高表达, 与细胞对应激的耐受性息息相关[69]。热应激也可以引起HSP的表达量增加。通过转染质粒过表达HSP70都会增加细胞在同等热应激条件下的存活率[38]。采用HSP70抑制剂(槲皮素)或者向细胞中加入HSP70的单克隆抗体, 细胞在热应激条件下的存活率会显著下降[39, 70]。山羊的外周单核细胞中HSP70和HSP90在寒冷的冬季与炎热的夏季表达量不同, 并且夏季的表达量高于冬季, 该结果与高热引发热应激有关[71]。在热应激条件下, 在牛乳房上皮细胞中以及鸡不同脏器中均发现HSP27、HSP70和HSP90的表达量增加[72-75]。小热休克蛋白αB-crystallin在大鼠心肌细胞热应激模型中呈下降趋势, 并且有从细胞浆向细胞核移位的现象, 其与细胞骨架蛋白的共定位显示其参与细胞骨架的保护[65]。山羊出现瘙痒传染病时, HSP70的表达量也增加。随着应激对内环境的改变, 氧化损伤成为常见应激后遗症[76]。然而, HSP作为分子伴侣, 具有识别细胞氧化还原反应的功能, 并且会和未折叠与错误折叠的蛋白结合来促使它们恢复正常状态[18, 77-78]。应激后, 机体具有快速合成HSP的功能, 意味着动物体内具有自我保护功能, 说明在应激条件下HSP的变化具有指导动物养殖的意义。

细胞中HSP70的高表达可以增加其对各种应激原(如热、缺血、缺氧等)的耐受性, 从而大大提高细胞在应激环境下的存活率。HSP70也参与到氧化应激通路和内质网通路中, 与细胞凋亡密切相关。而敲除HSP104基因的酵母细胞, 表现出的热敏感并不能像未敲除HSP104基因的细胞那样有热耐受的表现。尽管HSP在正常生理条件下也有表达, 但当细胞处于紧急状态时, HSP可以通过增加合成以保护自身组织细胞免受不良应激原刺激所致的损害, 在应激耐受和应激保护中发挥重要作用[45, 79]

3 动物养殖业中饲料添加剂诱导HSP表达和抵抗应激损伤的机制

目前在畜牧兽医领域中, 通过将不同的饲料添加剂(如维生素C, 谷氨酰胺等)在夏天作为畜禽保健品抵抗热应激已经成为集约化养殖不可缺少的一环, 因此, 筛选可以有效抵抗热应激的天然产物作为饲料添加剂已成为此领域研究的热点。

3.1 阿斯匹林抗热应激损伤

阿司匹林(aspirin, 乙酰水杨酸)为水杨酸的衍生物, 是一种白色结晶或结晶性粉末, 微溶于水, 易溶于乙醇, 水溶液呈酸性。经近百年的临床应用, 其不仅对缓解轻度或中度疼痛有很好的效果, 还对心肌梗死、人工心脏瓣膜等心脏疾病有一定的治疗效果。研究发现, 长时间低剂量服用阿司匹林可以抵抗癌细胞增殖[80-81]。Zhang等[19]、Wu等[22]在肉鸡热应激模型中提前2 h给肉鸡饲喂1 mg·kg-1阿司匹林, 与热应激组相比, 给药组的心肌细胞损伤(HE染色)明显减轻。体外使用9~12日龄无特定病原体(specific pathogen free, SPF)鸡胚培养原代鸡心肌细胞试验, 也发现在热应激状态下使用阿司匹林组的细胞凋亡减少。体内外试验中阿司匹林组肌酸激酶(CK-MB)和乳酸脱氢酶(LDH)(心肌损伤的指标)含量比热应激组显著减少, 说明阿司匹林可以缓解热应激导致的心脏损伤[69, 82]。在此基础上, Xu等[39]检测了使用阿司匹林后HSP的表达情况, 发现不论是在肉鸡体内还是在原代心肌细胞中, 使用1 mg·kg-1阿司匹林可以上调热休克转录因子1(heat shock factor-1, HSF-1)和3(HSF-3)的表达量, 从而激活CryAB、HSP27、HSP60、HSP70和HSP90的转录和表达[39]。在体外培养的鸡胚原代心肌细胞中使用HSP总抑制剂BAPTA-AM, 来抑制HSP的表达, 发现阿司匹林保护心肌细胞损伤的效果显著降低, 而且会使心肌细胞损伤加重[83]

3.2 辅酶Q10抗热应激损伤

辅酶Q10(coenzyme Q10)是一种泛醌, 是动物体不可缺少的维生素之一, 正常生理状态下在多种组织器官中均有表达。其不仅能给心脏提供动力, 还具有卓越的抗氧化, 清除自由基功能, 能预防血管壁脂质过氧化和预防动脉粥样硬化。辅酶Q10的生物活性主要来自于其醌环的氧化还原特性和其侧链的理化性质。它是细胞自身产生的天然抗氧化剂和细胞代谢启动剂, 具有保护和恢复生物膜结构的完整性、稳定膜电位作用, 是机体非特异性免疫增强剂。Xu等[38-39]在热应激前2 h向鸡原代心肌细胞中加入20 μmol辅酶Q10, 发现其可以明显减轻鸡原代心肌细胞的损伤(HE染色), 显著降低细胞凋亡率。在热应激状态下, HSP70在辅酶Q10处理后的表达量比正常热应激组显著升高, 而其他HSP表达变化不明显。推测辅酶Q10可能是通过诱导HSP70高表达来抵抗应激损伤。使用Hsp70的抑制剂槲皮素处理心肌细胞, 发现抑制HSP70表达后, 辅酶Q10抵抗热应激的能力显著降低。因此, 辅酶Q10也是主要通过诱导HSP来抵抗热应激导致的鸡原代心肌细胞损伤[38-39]

3.3 其他抗热应激物质研究进展

维生素C(vitamin C, VC)是有效的抗氧化剂, 其有效缓解热应激损伤的机制与其抗氧化的能力密切相关。活性氧簇(reactive oxygen species, ROS)和超氧化物歧化酶(superoxide dismutase, SOD)分别反映细胞自身氧化和抗氧化的能力。添加20 μg·mL-1的VC可以效减弱热应激导致的绿色荧光信号的增强和峰值右移, 指示其可以抑制ROS的增加[84-85]。SOD是细胞内重要的抗氧化酶, 热应激会导致细胞内SOD水平降低[86]。热应激1 h和3 h时, 心肌细胞内SOD的水平表现出持续的下降, 在热应激5 h时SOD水平有所升高, 但依然低于正常细胞[87]。20 μg·mL-1的VC作用于大鼠H9C2心肌细胞16 h后可以显著降低SOD水平, 这可能是因为外源抗氧化剂的加入降低了细胞对内源性抗氧化酶的需求, Cumming等[88]也发现补充VC和维生素E(VE)可以防止SOD蛋白的表达并降低总SOD活性。表达HSP是机体为抵抗应激性损伤而激活的重要的内源性保护机制, 其表达量的高低与细胞抗应激损伤的能力成正比。20 μg·mL-1的VC作用于H9C2心肌细胞16 h后显著增加正常心肌细胞内αB-crystallin和HSP60的基础表达水平, 并显著上调热应激1 h时αB-crystallin的水平, 显著上调热应激3 h和5 h时HSP70的水平, 增强细胞抗热应激损伤的能力[87]。Khassaf[89]和Camins[90]也研究关于VC的抗应激效果, 发现VC确实可以通过抗氧化损伤来维持细胞的生理功能。

其他常见的物质如碳酸氢钠, 其作为弱碱也可以帮助机体维持酸碱平衡和电解质平衡, 缓解暴露在高温下导致的呼吸性碱中毒[86]。临床中, 碳酸氢钠作为饲料添加剂, 可以增加奶牛、奶羊泌乳量, 提高乳脂率[91]。同样, 传统中草药提取出的黄芩苷与葛根素会增加HSP72的表达量, 在奶牛乳腺上皮细胞和赛尔托利氏细胞中它们会抑制脂多糖或热应激介导的炎症和凋亡反应[92-93]L-精氨酸增加断奶仔猪中HSP70的表达量, 有效抑制了断奶应激中的炎症反应[94-96]。在热应激条件下, 褪黑素增加了山羊中HSP60的表达量, 通过抑制血清中皮质醇水平而起到保护能量系统的作用[97]L-谷氨酸作为机体中分布最广的氨基酸之一, 具有调节各种物质的代谢活动, 近期研究发现它在各种应激中起到保护作用:Tonomura等[98]发现给兔子饲喂L-谷氨酸后, 保护了其关节软骨细胞免受热应激和一氧化氮(NO)介导的细胞凋亡损伤, L-谷氨酸组中Caspase-3的表达量降低, 而HSP72的表达量增加。同样, 在给兔饲喂L-谷氨酸的基础上添加槲皮素(HSP70抑制剂)后, HSP70的表达量降低, 关节软骨细胞应激损伤加重。因此, L-谷氨酸的保护作用与HSP70表达量成正相关。一氧化氮激活剂(nitric oxide-independent activator)、壳聚糖等化学物质通过增加HSP的表达量来保护机体免受不利环境的影响[99-100]。总之, 在动物的日常养殖中, 采用饲料添加剂作为HSP的诱导剂, 有助于提高动物体内HSP的表达量, 达到提高动物抗应激的能力和节省养殖成本的目的。

4 结论

HSP的表达水平可以作为动物应激反应的指示剂, 并且HSP对处于不利环境中的动物具有保护作用。在应激状态下, HSP的表达量发生变化, 该变化与机体的抗应激有关。归纳分析HSP的变化情况, 有助于明确HSP的作用机制, 并且为畜牧业发展和研究提供导向。HSP也逐步应用于癌症的诊断与治疗领域。有些饲料添加剂会通过增加HSP的表达量, 减轻动物机体应激反应, 降低了损失, 节约了成本, 可推广于动物养殖业中。进一步研究HSP的分子伴侣功能是有必要的, 可能有助于在动物养殖业和兽医学中发现新的功能和应用方向。

参考文献(References)
[1] Allakhverdiev S I, Kreslavski V D, Klimov V V, et al. Heat stress:an overview of molecular responses in photosynthesis[J]. Photosynthesis Research, 2008, 98(1/2/3): 541-550.
[2] Jardine D S. Heat illness and heat stroke[J]. Sports Medicine, 2007, 28(7): 249-258.
[3] Deyhim F, Teeter R G. Research note:sodium and potassium chloride drinking water supplementation effects on acid-base balance and plasma corticosterone in broilers reared in thermoneutral and heat-distressed environments[J]. Poultry Science, 1991, 70(12): 2551-2553. DOI: 10.3382/ps.0702551
[4] Sandercock D A, Hunter R R, Nute G R, et al. Acute heat stress-induced alterations in blood acid-base status and skeletal muscle membrane integrity in broiler chickens at two ages:implications for meat quality[J]. Poultry Science, 2001, 80(4): 418-425. DOI: 10.1093/ps/80.4.418
[5] 李静, 乔健, 高铭宇, 等. 40℃持续热应激对肉鸡股动脉压的影响[J]. 中国农业大学学报, 2004, 9(3): 41-44.
Li J, Qiao J, Gao M Y, et al. Effects of 40℃ constant heat stress on femoral artery pressure in broiler chickens[J]. Journal of China Agricultural University, 2004, 9(3): 41-44. (in Chinese with English abstract)
[6] 潘晓建, 彭增起, 周光宏, 等. 宰前热应激对肉鸡胸肉氧化损伤和蛋白质功能特性的影响[J]. 中国农业科学, 2008, 41(6): 1778-1785.
Pan X J, Peng Z Q, Zhou G H, et al. Effect of heat stress on oxidative damage and protein functionality in broiler breast muscle[J]. Scientia Agricultura Sinica, 2008, 41(6): 1778-1785. (in Chinese with English abstract)
[7] 于纪棉. 持续热应激肉鸡组织中热休克蛋白表达规律与应激性损伤机理研究[D]. 南京: 南京农业大学, 2009: 91-96.
Yu J M. The mechanism of heat shock protein expression and tissue damages in heat stressed broilers[D]. Nanjing: Nanjing Agricultural University, 2009: 91-96(in Chinese with English abstract).
[8] 王述柏, 李如治, 夏东, 等. 热应激对鸡免疫功能影响的研究[J]. 中国兽医科学, 1998(7): 10-12.
Wang X B, Li R Z, Xia D, et al. The effect of heat stress on chicken immune system[J]. Chinese Journal of Veterinary Science and Technology, 1998(7): 10-12. (in Chinese with English abstract)
[9] 张洪英, 鲍恩东. 热应激对雏鸡自然杀伤(NK)细胞活性和T淋巴细胞转化率的影响[J]. 南京农业大学学报, 2000, 23(4): 85-88.
Zhang H Y, Bao E D. Influences of heat shock on natural killer(NK)cell activities and lymphocyte proliferation rates of chicken[J]. Journal of Nanjing Agricultural University, 2000, 23(4): 85-88. DOI: 10.7685/j.issn.1000-2030.2000.04.023 (in Chinese with English abstract)
[10] Ritossa F. A new puffing pattern induced by temperature shock and DNP in drosophila[J]. Experientia, 1962, 18(12): 571-573. DOI: 10.1007/BF02172188
[11] Ananthan J, Goldberg A L, Voellmy R. Abnormal proteins serve as eukaryotic stress signals and trigger the activation of heat shock genes[J]. Science, 1986, 232(4749): 522-524. DOI: 10.1126/science.3083508
[12] Latchman D. Heat-shock proteins[J]. The Lancet, 1991, 337(8738): 424.
[13] Carper S W, Duffy J J, Gerner E W. Heat shock proteins in thermotolerance and other cellular processes[J]. Cancer Research, 1987, 47(20): 5249-5255.
[14] Haslbeck M. sHsps and their role in the chaperone network[J]. Cellular and Molecular Life Sciences, 2002, 59(10): 1649-1657. DOI: 10.1007/PL00012492
[15] Eschmid T, Multhoff G. Radiation-induced stress proteins:the role of heat shock proteins(HSP)in anti-tumor responses[J]. Current Medicinal Chemistry, 2012, 19(12): 1765-1770. DOI: 10.2174/092986712800099767
[16] Acunzo J, Katsogiannou M, Rocchi P. Small heat shock proteins HSP27(HspB1), αB-crystallin(HspB5)and HSP22(HspB8)as regulators of cell death[J]. The International Journal of Biochemistry & Cell Biology, 2012, 44(10): 1622-1631.
[17] Concannon C G, Gorman A M, Samali A. On the role of Hsp27 in regulating apoptosis[J]. Apoptosis, 2003, 8(1): 61-70. DOI: 10.1023/A:1021601103096
[18] Huot J, Houle F, Spitz D R, et al. HSP27 phosphorylation-mediated resistance against actin fragmentation and cell death induced by oxidative stress[J]. Cancer Research, 1996, 56(2): 273-279.
[19] Iwaki T, Kume-iwaki A, Liem R K, et al. αB-crystallin is expressed in non-lenticular tissues and accumulates in Alexander's disease brain[J]. Cell, 1989, 57(1): 71-78. DOI: 10.1016/0092-8674(89)90173-6
[20] Ahmad M F, Raman B, Ramakrishna T, et al. Effect of phosphorylation on αB-crystallin:differences in stability, subunit exchange and chaperone activity of homo and mixed oligomers of αB-crystallin and its phosphorylation-mimicking mutant[J]. Journal of Molecular Biology, 2008, 375(4): 1040-1051. DOI: 10.1016/j.jmb.2007.11.019
[21] Parcellier A, Schmitt E, Brunet M, et al. Small heat shock proteins HSP27 and αB-crystallin:cytoprotective and oncogenic functions[J]. Antioxidants & Redox Signaling, 2005, 7(3/4): 404-413.
[22] Abravaya K, Myers M P, Murphy S P, et al. The human heat shock protein Hsp70 interacts with HSF, the transcription factor that regulates heat shock gene expression[J]. Genes & Development, 1992, 6(7): 1153-1164.
[23] Baler R, Zou J, Voellmy R. Evidence for a role of Hsp70 in the regulation of the heat shock response in mammalian cells[J]. Cell Stress & Chaperones, 1996, 1(1): 33-39.
[24] Hartl F U, Martin J, Neupert W. Protein folding in the cell:the role of molecular chaperones Hsp70 and Hsp60[J]. Annual Review of Biophysics and Biomolecular Structure, 1992, 21(21): 293-312.
[25] Gross C, Koelch W, Demaio A, et al. Cell surface-bound heat shock protein 70(Hsp70)mediates perforin-independent apoptosis by specific binding and uptake of granzyme B[J]. Journal of Biological Chemistry, 2003, 278(42): 41173-41181. DOI: 10.1074/jbc.M302644200
[26] Munro S, Pelham H R. An Hsp70-like protein in the ER:identity with the 78 kd glucose-regulated protein and immunoglobulin heavy chain binding protein[J]. Cell, 1986, 46(2): 291-300. DOI: 10.1016/0092-8674(86)90746-4
[27] Hahn A, Bublak D, Schleiff E, et al. Crosstalk between Hsp90 and Hsp70 chaperones and heat stress transcription factors in tomato[J]. The Plant Cell, 2011, 23(2): 741-755. DOI: 10.1105/tpc.110.076018
[28] Nadeau K, Das A, Walsh C T. Hsp90 chaperonins possess ATPase activity and bind heat shock transcription factors and peptidyl prolyl isomerases[J]. Journal of Biological Chemistry, 1993, 268(2): 1479-1487.
[29] Bruey J M, Ducasse C, Bonniaud P, et al. Hsp27 negatively regulates cell death by interacting with cytochrome c[J]. Nature Cell Biology, 2000, 2(9): 645-652. DOI: 10.1038/35023595
[30] Basha E, O'neill H, Vierling E. Small heat shock proteins and α-crystallins:dynamic proteins with flexible functions[J]. Trends in Biochemical Sciences, 2012, 37(3): 106-117. DOI: 10.1016/j.tibs.2011.11.005
[31] Barbato R, Menabò R, Dainese P, et al. Binding of cytosolic proteins to myofibrils in ischemic rat hearts[J]. Circulation Research, 1996, 78(5): 821-839. DOI: 10.1161/01.RES.78.5.821
[32] Mosser D D, Caron A W, Bourget L, et al. Role of the human heat shock protein hsp70 in protection against stress-induced apoptosis[J]. Molecular and Cellular Biology, 1997, 17(9): 5317-5328. DOI: 10.1128/MCB.17.9.5317
[33] Burrows F, Zhang H, KamaL A. Review Hsp90 activation and cell cycle regulation[J]. Cell Cycle, 2004, 3(12): 1530-1536. DOI: 10.4161/cc.3.12.1277
[34] Beere H M. 'The stress of dying':the role of heat shock proteins in the regulation of apoptosis[J]. Journal of Cell Science, 2004, 117(13): 2641-2651. DOI: 10.1242/jcs.01284
[35] Saleh A, Srinivasula S M, Balkir L, et al. Negative regulation of the Apaf-1 apoptosome by Hsp70[J]. Nature Cell Biology, 2000, 2(8): 476. DOI: 10.1038/35019510
[36] Matsumori Y, Hong S M, Aoyama K, et al. Hsp70 overexpression sequesters AIF and reduces neonatal hypoxic/ischemic brain injury[J]. Journal of Cerebral Blood Flow & Metabolism, 2005, 25(7): 899-910.
[37] Zhao Y, Qian L. Hsp70 may protect cardiomyocytes from stress-induced injury by inhibiting Fas-mediated apoptosis[J]. Cell Stress & Chaperones, 2007, 12(1): 83-95.
[38] Xu J, Tang S, Song E, et al. Hsp70 expression induced by co-enzyme Q10 protected chicken myocardial cells from damage and apoptosis under in vitro heat stress[J]. Poultry Science, 2016, 96(5): 1426-1437.
[39] Xu J, Tang S, Yin B, et al. Co-enzyme Q10 and acetyl salicylic acid enhance Hsp70 expression in primary chicken myocardial cells to protect the cells during heat stress[J]. Molecular & Cellular Biochemistry, 2017, 435: 73-86.
[40] Galea-Lauri J, Richardson A J, Latchman D S, et al. Increased heat shock protein 90(hsp90)expression leads to increased apoptosis in the monoblastoid cell line U937 following induction with TNF-alpha and cycloheximide:a possible role in immunopathology[J]. Journal of Immunology, 1996, 157(9): 4109-4119.
[41] Konishi H, Matsuzaki H, Tanaka M, et al. Activation of protein kinase B(Akt/RAC-protein kinase)by cellular stress and its association with heat shock protein Hsp27[J]. FEBS Letters, 1997, 410(2/3): 493-498.
[42] Yamamoto Y, Kume M, Yamaoka Y. Implications of heat shock proteins during liver surgery and liver perfusion[J]. Recent Results in Cancer Research, 1998, 147(1): 157-168.
[43] Mehlen P, Kretz-Remy C, Preville X, et al. Human HSP27, Drosophila HSP27 and human alphaB-crystallin expression-mediated increase in glutathione is essential for the protective activity of these proteins against TNFalpha-induced cell death[J]. The EMBO Journal, 1996, 15(11): 2695-2706.
[44] Shi Y, Tu Z, Tang D, et al. The inhibition of LPS-induced production of inflammatory cytokines by HSP70 involves inactivation of the NF-kappaB pathway but not the MAPK pathways[J]. Shock, 2006, 26(3): 277-286. DOI: 10.1097/01.shk.0000223134.17877.ad
[45] Sabirzhanov B, Stoica B A, Hanscom M, et al. Over-expression of HSP70 attenuates caspase-dependent and caspase-independent pathways and inhibits neuronal apoptosis[J]. Journal of Neurochemistry, 2012, 123(4): 542-554. DOI: 10.1111/j.1471-4159.2012.07927.x
[46] Quintana F J, Cohen I R. The HSP60 immune system network[J]. Trends in Immunology, 2011, 32(2): 89-95. DOI: 10.1016/j.it.2010.11.001
[47] Birk O S, Douek D C, Elias D, et al. A role of Hsp60 in autoimmune diabetes:analysis in a transgenic model[J]. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 1996, 93(3): 1032-1037. DOI: 10.1073/pnas.93.3.1032
[48] Ishii T, Udono H, Yamano T, et al. Isolation of MHC class I-restricted tumor antigen peptide and its precursors associated with heat shock proteins hsp70, hsp90, and gp96[J]. Journal of Immunology, 1999, 162(3): 1303-1309.
[49] Weiss Y G, Maloyan A, Tazelaar J, et al. Adenoviral transfer of HSP-70 into pulmonary epithelium ameliorates experimental acute respiratory distress syndrome[J]. Journal of Clinical Investigation, 2002, 110(6): 801-806. DOI: 10.1172/JCI0215888
[50] Demaio A. Heat shock proteins, oxygen radicals, and apoptosis:the conflict between protection and destruction[J]. Critical Care Medicine, 2000, 28(5): 1679-1681. DOI: 10.1097/00003246-200005000-00087
[51] Stebbins C E, Russo A A, Schneider C, et al. Crystal structure of an Hsp90-geldanamycin complex:targeting of a protein chaperone by an antitumor agent[J]. Cell, 1997, 89(2): 239-250. DOI: 10.1016/S0092-8674(00)80203-2
[52] Tamura Y, Tsuboi N, Sato N, et al. 70 kDa heat shock cognate protein is a transformation-associated antigen and a possible target for the host's anti-tumor immunity[J]. Journal of Immunology, 1993, 151(10): 5516-5524.
[53] Bagatell R, Paine-Murrieta G D, Taylor C W, et al. Induction of a heat shock factor 1-dependent stress response alters the cytotoxic activity of hsp90-binding agents[J]. Clinical Cancer Research, 2000, 6(8): 3312-3318.
[54] Buckton L K, Wang Y, Mcconnell J R, et al. Evaluating dual Hsp90 and Hsp70 inhibition as a cancer therapy[J]. Top Med Chem, 2016, 19: 55-80.
[55] Campanella C, Cappello F, Bucchieri F, et al. Hsp60 secretion and migration from cancer cells:a proposal for a multistage pathway[J]. The FASEB Journal, 2012, 26: 521-526.
[56] Lebret T, Watson R, Molinie V, et al. Heat shock proteins-HSP27, HSP60, HSP70, HSP90-expression in bladder cancer[J]. Cancer, 2003, 98(5): 88-88.
[57] Calderwood S K, Khaleque M A, Sawyer D B, et al. Heat shock proteins in cancer:chaperones of tumorigenesis[J]. Trends in Biochemical Sciences, 2006, 31(3): 164-172. DOI: 10.1016/j.tibs.2006.01.006
[58] Akiharu K, Kyoichi O, Bolag A, et al. Nuclear heat shock protein 110 expression is associated with poor prognosis and chemotherapy resistance in gastric cancer[J]. Oncotarget, 2016, 7(14): 18415-18423.
[59] Chu R M, Sun T J, Yang H Y, et al. Heat shock proteins in canine transmissible venereal tumor[J]. Veterinary Immunology & Immunopathology, 2001, 82(1/2): 9-16.
[60] Kumaraguruparan R, Karunagaran D, Balachandran C, et al. Of humans and canines:a comparative evaluation of heat shock and apoptosis-associated proteins in mammary tumors[J]. Clinica Chimica Acta, 2006, 365(2): 168-176.
[61] Gordon A, Hoffman R A, Simous R L, et al. Induction of heat shock protein 70 protects thymocytes against radiation-induced apotosis[J]. Arch Surg, 1997, 132(12): 1277-1282. DOI: 10.1001/archsurg.1997.01430360023004
[62] Calini V, Urani C, Camatini M. Overexpression of HSP70 is induced by ionizing radiation in C3H 10T1/2 cells and protects from DNA damage[J]. Toxicology in Vitro, 2003, 17(6): 561-566.
[63] Kiang J G, Tsokos G C. Heat shock protein 70 kDa:molecular biology, biochemistry, and physiology[J]. Pharmacology & Therapeutics, 1998, 80(2): 183-201.
[64] Efthymiou C A, Mocanu M M, de Belleroche J, et al. Heat shock protein 27 protects the heart against myocardial infarction[J]. Basic Research in Cardiology, 2004, 99(6): 392-394. DOI: 10.1007/s00395-004-0483-6
[65] Tang S, Buriro R, Liu Z, et al. Localization and expression of Hsp27 and αB-crystallin in Rat primary myocardial cells during heat stress in vitro[J]. PLoS One, 2013, 8(7): e69066. DOI: 10.1371/journal.pone.0069066
[66] Bao E, Sultan K R, Nowak B, et al. Expression and distribution of heat shock proteins in the heart of transported pigs[J]. Cell Stress and Chaperones, 2008, 13(4): 459-466. DOI: 10.1007/s12192-008-0042-4
[67] Tang S, Bao E, Sultan K R, et al. Transportation stress and expression of heat shock protein affecting pork quality[J]. Pakistan Veterinary Journal, 2014, 34(1): 137-145.
[68] Gupta S, Knowlton A A. HSP60, Bax, apoptosis and the heart[J]. Journal of Cellular & Molecular Medicine, 2005, 9(1): 51-59.
[69] Zhang X, Qian Z, Zhu H, et al. HSP90 gene expression induced by aspirin is associated with damage remission in a chicken myocardial cell culture exposed to heat stress[J]. British Poultry Science, 2016, 57(4): 462-473. DOI: 10.1080/00071668.2016.1174978
[70] Jinhee J, Jeongok L, Jihae K, et al. Quercetin suppresses HeLa cell viability via AMPK-induced HSP70 and EGFR down-regulation[J]. Journal of Cellular Physiology, 2010, 223(2): 408-414.
[71] Miranda-Dela L G C, Rivero L, Chacón G, et al. Effect of the pre-slaughter logistic chain on some indicators of welfare in lambs[J]. Livestock Science, 2010, 128(1): 52-59.
[72] Hu H, Wang J Q, Li F, et al. Responses of cultured bovine mammary epithelial cells to heat stress[J]. Journal of Agricultural Biotechnology, 2011, 19(2): 287-293.
[73] Collier J L, Abdallah M B, Hernandez L L, et al. Prostaglandins Al(PGA1)and El(PGE1)alter heat shock protein 70(HSP-70)gene expression in bovine mammary epithelial cells(BMEC)[J]. Journal of Animal Science, 2007, 85: 62.
[74] Geraert P A, Padilha J C F, Guillaumin S. Metabolic and endocrine changes induced by chronic heatexposure in broiler chickens:growth performance, body composition and energy retention[J]. British Journal of Nutrition, 1996, 75(2): 195-204.
[75] Wang S, Edens F W. Heat conditioning induces heat shock proteins in broiler chickens and turkey poults[J]. Poultry Science, 1998, 77(11): 1636-1645. DOI: 10.1093/ps/77.11.1636
[76] Sharma S, Ramesh K, Hyder I, et al. Effect of melatonin administration on thyroid hormones, cortisol and expression profile of heat shock proteins in goats(Capra hircus)exposed to heat stress[J]. Small Ruminant Research, 2013, 112(1/2/3): 216-223.
[77] Trautinger F, Kokesch C, Herbacek I, et al. Overexpression of the small heat shock protein, hsp27, confers resistance to hyperthermia, but not to oxidative stress and UV-induced cell death, in a stably transfected squamous cell carcinoma cell line[J]. Journal of Photochemistry and Photobiology B:Biology, 1997, 39(1): 90-95. DOI: 10.1016/S1011-1344(96)00010-3
[78] Aluksanasuwan S, Sueksakit K, Fongngern K, et al. Role of HSP60(HSPD1)in diabetes-induced renal tubular dysfunction:regulation of intracellular protein aggregation, ATP production, and oxidative stress[J]. The FASEB Journal, 2017, 31(5): 2157-2167. DOI: 10.1096/fj.201600910RR
[79] Facciponte J G, Wang X Y, Subjeck J R. Hsp110 and Grp170, members of the Hsp70 superfamily, bind to scavenger receptor-A and scavenger receptor expressed by endothelial cells-I[J]. European Journal of Immunology, 2007, 37(8): 2268-2279. DOI: 10.1002/(ISSN)1521-4141
[80] Chen R H, Tian Y J. Enhanced anti-tumor efficacy of aspirin combined with triptolide in cervical cancer cells[J]. Asian Pacific Journal of Cancer Prevention, 2013, 14(5): 3041-3044. DOI: 10.7314/APJCP.2013.14.5.3041
[81] Elwood P C, Gallagher A M, Duthie G G, et al. Aspirin, salicylates, and cancer[J]. The Lancet, 2009, 373(9671): 1301-1309. DOI: 10.1016/S0140-6736(09)60243-9
[82] Wu D, Zhang M, Xu J, et al. In vitro evaluation of aspirin-induced HspB1 against heat stress damage in chicken myocardial cells[J]. Cell Stress and Chaperones, 2016, 21(3): 405-413. DOI: 10.1007/s12192-016-0666-8
[83] Di W, Miao Z, Lu Y, et al. Aspirin-induced heat stress resistance in chicken myocardial cells can be suppressed by BAPTA-AM in vitro[J]. Cell Stress and Chaperones, 2016, 21(5): 1-11.
[84] Huang H Y, Helzlsouer K J, Appel L J. The effects of vitamin C and vitamin E on oxidative DNA damage:results from a randomized controlled trial[J]. American Association for Cancer Research, 2000, 9(7): 647-652.
[85] Tan G Y, Yang L, Fu Y Q, et al. Effects of different acute high ambient temperatures on function of hepatic mitochondrial respiration, antioxidative enzymes, and oxidative injury in broiler chickens[J]. Poult Sci, 2010, 89(1): 115-122. DOI: 10.3382/ps.2009-00318
[86] AhmaD T, Mushtaq T, Khan M A, et al. Influence of varying dietary electrolyte balance on broiler performance under tropical summer conditions[J]. Journal of Animal Physiology & Animal Nutrition, 2009, 93(5): 613-621.
[87] Bin Y, Tang S, Sun J, et al. Vitamin C and sodium bicarbonate enhance the antioxidant ability of H9C2 cells and induce HSPs to relieve heat stress[J]. Cell Stress and Chaperones, 2018(10): 1-14.
[88] Cumming K T, Raastad T, Holden G, et al. Effects of vitamin C and E supplementation on endogenous antioxidant systems and heat shock proteins in response to endurance training[J]. Physiol Rep, 2015, 2(10): 213-219.
[89] Khassaf M, Mcardle A, Esanu C, et al. Effect of vitamin C supplements on antioxidant defence and stress proteins in human lymphocytes and skeletal muscle[J]. Journal of Physiology, 2003, 549(2): 645-652. DOI: 10.1113/jphysiol.2003.040303
[90] Camins A, Diez-Fernandez C, Prieto P. Cell-surface expression of heat shock proteins in dog neutrophils after oxidative stress[J]. Toxicology in Vitro, 1999, 13(3): 437-443. DOI: 10.1016/S0887-2333(99)00012-0
[91] Pérez-ruchel A, Repetto J L, Cajarville C. Use of NaHCO3 and MgO as additives for sheep fed only pasture for a restricted period of time per day:effects on intake, digestion and the rumen environment[J]. Journal of Animal Physiology and Animal Nutrition, 2014, 98(6): 1068-1075. DOI: 10.1111/jpn.2014.98.issue-6
[92] Cong X, Zhang Q, Li H, et al. Puerarin ameliorates heat stress-induced oxidative damage and apoptosis in bovine Sertoli cells by suppressing ROS production and upregulating Hsp72 expression[J]. Theriogenology, 2017, 88: 215-227. DOI: 10.1016/j.theriogenology.2016.09.033
[93] Yang W, Li H, Cong X, et al. Baicalin attenuates lipopolysaccharide induced inflammation and apoptosis of cow mammary epithelial cells by regulating NF-κB and HSP72[J]. International Immunopharmacology, 2016, 40: 139-145. DOI: 10.1016/j.intimp.2016.08.032
[94] Wu X, Zheng R, Gao Y. Dietary supplementation with L-arginine or N-carbamylglutamate enhances intestinal growth and heat shock protein-70 expression in weanling pigs fed a corn-and soybean meal-based diet[J]. Amino Acids, 2010, 39(3): 831-839. DOI: 10.1007/s00726-010-0538-y
[95] Xin W, Xie C, Yin Y, et al. Effect of L-arginine on HSP70 expression in liver in weanling piglets[J]. BMC Veterinary Research, 2013, 9(1): 63-69. DOI: 10.1186/1746-6148-9-63
[96] Yao K, Guan S, Li T, et al. Dietary L-arginine supplementation enhances intestinal development and expression of vascular endothelial growth factor in weanling piglets[J]. British Journal of Nutrition, 2011, 105(5): 703-712. DOI: 10.1017/S000711451000365X
[97] Hasin D, Bora A, Goswami J, et al. Effect of melatonin on the expression profile of HSP60 and HSP70 in Beetal and Assam Hill goat exposed to direct sunshine during summer in Assam[J]. International Journal of Chemical Sciences, 2017, 5(2): 268-273.
[98] Tonomura H, Takahashi K A, Mazda O, et al. Glutamine protects articular chondrocytes from heat stress and NO-induced apoptosis with HSP70 expression[J]. Osteoarthritis and Cartilage, 2006, 14(6): 545-553. DOI: 10.1016/j.joca.2005.12.008
[99] Khodagholi F, Eftekharzadeh B, Maghsoudi N, et al. Chitosan prevents oxidative stress-induced amyloid β formation and cytotoxicity in NT2 neurons:involvement of transcription factors Nrf2 and NF-κB[J]. Molecular and Cellular Biochemistry, 2010, 337(1/2): 39-51.
[100] Lam K K, Cheng P Y, Lee Y M, et al. The role of heat shock protein 70 in the protective effect of YC-1 on heat stroke rats[J]. European Journal of Pharmacology, 2013, 699(1): 67-73.