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在家畜生产过程中,动物会受到多种多样因素的影响。动物机体为了应对这些变化,体内会产生应激反应。发生应激时HPA轴活性增强,肾上腺皮质分泌大量的糖皮质激素(glucocorticoid,GC),GC有两种受体,其中发挥主要作用的是糖皮质激素受体α(glucocorticoid receptor alpha,GRα)。现有研究表明糖皮质激素水平增加使得机体总蛋白合成率下降,平均肌纤维直径减小,课题组前期的研究也表明在仔猪的日粮中添加皮质醇会导致仔猪增重率显著下降。在这些基础上,本课题以GRα为研究主线,探究应激状态下猪骨骼肌细胞中影响蛋白质沉积相关基因的表达变化和影响猪骨骼肌细胞代谢变化的调控基因,为更好的阐述糖皮质激素引起猪增重率下降的分子机制提供一定的理论依据。课题主要研究结果如下:1.地塞米松对蛋白质沉积基因的影响使用地塞米松(dexamethasone,DEX)处理猪骨骼肌细胞后检测促进蛋白质分解基因Atrogin-1、MSTN和FOXO1的表达水平,结果显示这些基因的表达水平明显上升,而抑制蛋白质分解的基因IGF-1表达水平下降;添加等浓度的糖皮质激素拮抗剂米非司酮(Mifepristone/RU486)后,结果显示促进蛋白质分解的基因表达水平下降,抑制蛋白质分解的基因表达水平上升。2.GRα对蛋白质沉积的影响在细胞中转染GRα超表达载体促进GRα的表达,合成GRα的干涉片段抑制GRα的表达。通过BCA法分别检测超表达GRα、干涉GRα后蛋白质浓度的变化。结果表明:超表达GRα会使蛋白质浓度下降,干涉GRα后蛋白质浓度上升。另外通过RT-PCR法和Western Blotting法检测促进蛋白质分解相关基因的表达,发现超表达GRα后促进蛋白质分解的基因表达水平上升,干涉GRα后促进蛋白质分解的基因表达水平下降。3.GRα下游基因的筛选使用课题组保存的猪背最长肌样品检测转录组测序结果中差异表达基因的表达,发现SLC2A4在皮质醇组中高表达。在细胞中超表达、干涉GRα后检测这些基因的表达变化,超表达GRα后SLC2A4的表达显著上升,干涉GRα后SLC2A4表达显著下降。且在在线网站预测出转录因子GRα和SLC2A4可能存在结合,推测SLC2A4可能是GRα潜在的靶向基因。通过SLC2A4的双荧光素酶报告试验和与GRα超表达载体的共转染试验初步表明SLC2A4是GRα的靶基因。4.SLC2A4对蛋白沉积的影响通过构建SLC2A4的超表达载体来检测蛋白质沉积基因的变化,结果表明,超表达SLC2A4后,促蛋白质分解的基因Atrogin-1的表达水平显著下降。mTOR信号通路在蛋白质合成中发挥重要的作用,RT-PCR法检测mTOR信号通路中的基因发现mTOR信号通路中mTOR及其下游基因S6K1和4EBP1表达水平升高,且mTOR信号通路中mTOR和S6K1的蛋白磷酸化水平升高,推断糖转运蛋白SLC2A4的表达水平升高会部分缓解应激导致的蛋白质沉积水平下降的情况。结论:应激发生时机体糖皮质激素水平升高使促进蛋白质分解的基因表达水平升高,肌肉蛋白质沉积水平下降,与此同时糖转运蛋白基因SLC2A4的表达水平也上升,从而缓解应激造成的蛋白质沉积水平下降。