碳水化合物是动物脂肪合成的主要底物,也通过胰岛素及葡萄糖代谢产物调控生脂基因表达。不同部位脂肪细胞生物学特性有所不同,葡萄糖诱导生脂的分子调控机制及其差异尚不清楚。本项目通过分离和培养杜洛克、八眉猪等猪种肌内和皮下脂肪细胞,采用细胞培养技术和分子生物学分析方法,研究葡萄糖、胰岛素诱导不同经济类型猪种肌内和皮下脂肪细胞生脂及生脂相关基因表达的差异,并利用抑制性消减杂交技术,筛选和分离可能存在的差异表达基因;通过RNAi载体沉默ChREBP基因表达,利用抑制剂抑制SREBP-1c的转录激活活性,探讨葡萄糖及胰岛素诱导脂肪细胞生脂过程中主要转录因子ChREBP和SREBP-1c的调控作用及其在不同猪种肌内和皮下脂肪细胞的差异,揭示葡萄糖调控脂肪组织生脂作用的分子机制,为最终阐明脂肪组织生脂营养调控的机制、调控猪体脂沉积和改善肉质提供理论依据,也为地方猪种优良性状基因的利用提供基础。
Bamei pig;intramuscular adipocyte;subcutaneous adipocyte;adipogenesis;differential expression
碳水化合物是动物脂肪合成的底物,也通过胰岛素和葡萄糖代谢产物调控生脂。不同动物及组织部位脂肪细胞生物学特性有不同,葡萄糖诱导生脂的调控机制及其差异尚不清楚。本项目通过分离八眉猪、长白猪肌内和皮下脂肪细胞,采用细胞培养和分子生物学方法,研究不同经济类型猪肌内、皮下脂肪细胞成脂及相关基因表达的差异和分子机制。结果表明: (1)同一猪种皮下比肌内前体脂肪细胞有更强的增殖和成脂活性,而八眉猪高于长白猪同一组织来源的细胞。细胞在成脂分化过程中,ChREBP、ACC1和FAS等生脂基因mRNA的表达以时间依赖方式显著提高,皮下细胞的表达高于肌内细胞,八眉猪细胞分别高于长白猪;SREBP-1c表达在分化早期即明显提高,并持续高水平表达。(2)为研究不同来源脂肪细胞对生脂影响因子反应的差异,分化的脂肪细胞以葡萄糖和胰岛素处理,结果葡萄糖以浓度依赖方式促进生脂及基因表达,低糖时各细胞间没有差异,但高糖处理时八眉猪细胞生脂高于长白猪,皮下细胞高于肌内细胞。高糖对ChREBP和FAS等基因mRNA表达的作用在八眉猪大于长白猪,皮下细胞高于肌内细胞,对ACC1和SREBP-1c表达的影响没有品种差异,而对Glut4表达的促进作用在肌内脂肪细胞高于皮下细胞,且八眉猪高于长白猪。(3)在无糖培养时,胰岛素小幅提高脂肪细胞生脂,皮下细胞生脂有高于肌内细胞的趋势;ChREBP、SREBP-1c、ACC1和FAS的表达显著提高,而SCD 和Glut4 mRNA水平没有明显变化;SREBP-1c的表达皮下脂肪细胞高于肌内细胞,且八眉猪高于长白猪。(4)为研究葡萄糖调控生脂的分子机制,构建了靶向ChREBP基因的siRNA表达质粒,转染脂肪细胞后,转染效率高,靶基因沉默效率大于85%。ChREBP表达沉默的细胞生脂及生脂基因ACC1和FAS的表达显著低于对照细胞,且不受葡萄糖处理的影响,证明葡萄糖通过ChREBP调控猪脂肪细胞生脂及生脂基因表达。(5)葡萄糖和NAD+处理脂肪细胞,葡萄糖促进Txnip和ChREBP mRNA表达,NAD+促进Txnip表达,但无糖时没有影响;这些作用在ChREBP沉默细胞大幅降低,说明NAD+对Txnip表达的促进依赖于葡萄糖,ChREBP可能是葡萄糖和NAD+诱导Txnip转录表达的介导者。研究为改善肉质和阐明脂肪组织生脂营养调控的机制及地方猪种的利用提供了依据。