固醇调节元件结合蛋白1基因及其相关基因的表达规律研究-动物营养与饲料科学专业论文.docxVIP

国家 973 计划 主要营养素在机体器官、组织间分配规律及其调控机理 （2004CB117502） 及 品质性状形成的分子基础 （2006CB102102） 资助 固醇调节元件结合蛋白 1 基因及其相关基因的 表达规律研究 摘 要 脂肪沉积多少不仅关乎猪肉的适口性，而且关乎其是否有利于人体健康。然而动物脂 肪代谢受多种因素影响，其调控机制较为复杂。固醇调节元件结合蛋白（SREBP-1）是重 要的核转录因子，它能与基因的启动子/增强子的固醇调节元件结合，激活靶基因转录， 介导胆固醇生物合成的反馈调节，在脂肪酸合成中发挥重要的调节作用。有鉴于此，本研 究以 SREBP-1 基因作为核心，首先探讨了其靶基因及调控通路，进而运用实验分析了遗 传、营养因素对 SREBP-1 及其部分靶基因与通路的影响。具体内容和结果如下： （1）基于芯片数据分析 SREBP-1c 对脂肪代谢的调控 利用生物信息学知识，从 NCBI 的 GEO 数据库中有哪些信誉好的足球投注网站得到与小鼠脂肪代谢相关的基 因芯片 GSE9132，并对其进行显著性差异表达分析及通路分析，得到了在脂肪细胞分化 过程中与 SREBP-1c 过表达相关的 460 个显著性差异表达的基因，其中上调的基因有 271 个，下调的基因有 189 个，上调的基因显著涉及的通路包括 PPAR 信号通路、脂肪酸代谢 通路、类固醇生物合成通路、多不饱和脂肪酸生物合成通路等 11 个，下调的基因显著涉 及的通路包括轴突导向通路、氮素代谢通路以及脂肪细胞因子信号通路等 3 个。 （2）遗传与营养因素对猪 SREBP-1 及其相关基因表达的影响 在上述研究的基础上，选择 SREBP-1 基因及类固醇生物合成通路的 HMGCR、IDI1、 SC4MOL 基因和与其相关的 SCD、LDLR 基因作为研究对象，以 12 头宁乡猪和 16 头杜长 大（Duroc×Landrace×Yorkshire，DLY）三元杂交商品猪为试验材料，以日粮蛋白质水平 为试验因子，设 10.41%CP、12.91%CP、15.43%CP、19.66%CP、15.28%CP+1%精氨酸五 个水平，宁乡猪分 3 个组并分别喂以前三种日粮，杜长大猪分 4 个组并分别喂以后四种日 粮，运用实时荧光定量 PCR 方法研究这些基因在猪大脑、小脑、背肌、皮脂、回肠、肝、 肾七个组织中 mRNA 的表达规律。结果表明：①猪群因素对基因在部分组织中的表达有 显著影响，其中 SREBP-1 在皮脂中，HMGCR 在背肌中，IDI1 在小脑、背肌和肝中，SC4MOL 在大脑、背肌和肝中，LDLR 在回肠和肝中。SREBP-1 和 LDLR 基因在 DLY 猪中的表达 量显著高于在宁乡猪中，HMGCR、IDI1 和 SC4MOL 这三个基因则是在宁乡猪中的表达量 显著高于在 DLY 中。但猪群不同对 SCD 基因的表达没有显著影响。由于 HMGCR、IDI1 和 SC4MOL 都在宁乡猪中高表达且均涉及到类固醇的生物合成，所以在追求高肌内脂肪 的同时，可能必须注意胆固醇的含量。②日粮营养水平除对 SCD 基因不显著外，对其它 I II II 五个基因在部分组织中表达的影响都显著。但营养水平对基因表达的作用因组织不同而不 同。对 SREBP-1 是在小脑、皮脂、回肠、肝、肾，对 HMGCR 是在回肠，对 IDI1 是在肝， 对 SC4MOL 是在背肌、肝、肾，对 LDLR 是在回肠。比较同一种日粮（15.43%CP 日粮） 的作用，发现其对 SREBP-1 在小脑、皮脂、回肠中的表达影响不同，说明日粮与猪群之 间存在互作。比较添加精氨酸与否（15.43%CP 和 15.28%CP+1%精氨酸日粮）的作用，发 现其对 SREBP-1 在小脑、回肠中和 SC4MOL 在肝中的表达影响不同，即加了精氨酸后显 著降低 SREBP-1 在小脑、回肠中的表达量，而增加 SC4MOL 在肝中的表达量。③组织差 异除对 LDLR 基因的表达影响不显著外，对其它五个基因表达的影响都达到了差异显著水 平，且 SREBP-1、HMGCR、IDI1 和 SC4MOL 四个基因都是肝中表达最高。④在消除猪群 与营养因素的影响之后，SREBP-1 基因与其它五个基因间的相关性没有特定的规律可循， 但是 HMGCR、IDI1 和 SC4MOL 三个基因在小脑、背肌、回肠和肾四个组织中的相关较 高。 显然，对 SREBP-1 基因及其调控基因的上述研究，将有助于更好地认识脂肪代谢机 理，指导猪的遗传育种和饲养管理，同时提高对人类脂质代谢性疾病如糖尿病、高脂血症、 脂肪肝、肥胖等的认识并指导临床治疗。 关键词：猪；脂肪代谢；基因调控；固醇调节元件结合蛋白 1；β-羟-β 甲基戊二酰辅 酶 A 还原酶；