【摘 要】
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甜菜碱（Betaine）是一种广泛存在于动植物和微生物体内的代谢产物,因为在甜菜中大量存在而得名。目前,甜菜碱在禽类、反刍动物、猪和鱼类的饲料中已得到广泛应用。据报道,动物日粮中添加甜菜碱可以提高肉用动物的生长性能,且甜菜碱在缓解炎症反面也有很好的表现。甜菜碱是高效的甲基供体,其提供的甲基能够通过蛋氨酸循环参与甲基化修饰。而甜菜碱对肉鸡肌肉发育和肌肉炎症发生的影响与甲基化修饰的关系目前还不清楚。本
【基金项目】
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国家自然科学基金青年基金（31602024,31702199）； 河南省科技攻关项目（212102110367）；
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甜菜碱（Betaine）是一种广泛存在于动植物和微生物体内的代谢产物,因为在甜菜中大量存在而得名。目前,甜菜碱在禽类、反刍动物、猪和鱼类的饲料中已得到广泛应用。据报道,动物日粮中添加甜菜碱可以提高肉用动物的生长性能,且甜菜碱在缓解炎症反面也有很好的表现。甜菜碱是高效的甲基供体,其提供的甲基能够通过蛋氨酸循环参与甲基化修饰。而甜菜碱对肉鸡肌肉发育和肌肉炎症发生的影响与甲基化修饰的关系目前还不清楚。本研究旨在探讨甜菜碱对肉鸡肌纤维发育相关基因表达的影响及其相关机制是否与RNA m~6A修饰有关;并探讨出雏后饮水中添加甜菜碱是否能够缓解LPS诱导的肉鸡肌肉炎症,以及其可能机制。1.以1日龄Ross 308肉鸡为研究对象,随机分为对照组和甜菜碱组,应用石蜡切片HE染色、Real-time PCR、液质联用质谱检测和Western blot等方法进行实验。结果发现,与对照组相比,肉鸡饮水中添加0.1%甜菜碱第一周,甜菜碱组肉鸡体重及相对增长率显著高于对照组（P＜0.05）;甜菜碱添加第二周,处理组肉鸡相对增长率显著低于对照组（P＜0.05）;甜菜碱可显著增加肉鸡腓肠肌中肌肉发育正向调控因子Myf-5及MyoG的基因表达（P＜0.05）,可显著降低负向调控因子Myostatin的基因表达（P＜0.01）;甜菜碱显著增加了肉鸡腓肠肌总RNA m~6A修饰水平（P＜0.05）;甜菜碱显著增加了肉鸡腓肠肌FTO、METTL3、METTL14以及YTHDF3的蛋白表达水平（P＜0.05）;在相关性分析中,METTL3蛋白表达与Myf-5的基因表达呈极显著正相关（P＜0.01）,FTO的蛋白表达与Myostin的基因表达呈显著负相关（P＜0.05）,YTHDF3的蛋白表达与Myf-5的基因表达呈极显著正相关（P＜0.01）,与MyoG的基因表达呈显著正相关（P＜0.05）,与Myostin的基因表达呈显著负相关（P＜0.05）。这些结果提示肉鸡饮水中添加0.1%甜菜碱能够通过上调Myf-5和MyoG的基因表达并下调Myostatin的基因表达,促进早期肉鸡的肌肉生长发育,且这些调控作用可能与RNA m~6A修饰有关。2.以1日龄Ross 308肉鸡为研究对象随机分为3组:对照组、LPS组和Betaine+LPS组。应用Real-time PCR检测细胞因子和甲基化相关酶的基因表达;应用Me DIP方法检测细胞因子的甲基化水平。Real-time PCR检测结果发现,肉鸡腹腔注射LPS后2 h,与对照组相比,肌肉组织中IL-1β、IL-6和TNF-α的基因表达显著升高（P＜0.05）,饮水中添加0.1%甜菜碱可显著缓解IL-6的表达量上调（P＜0.05）;LPS可显著降低TLR2和TLR4的表达（P＜0.05）,甜菜碱能够显著缓解LPS对TLR4表达的抑制作用（P＜0.05）;LPS可导致My D88的基因表达量显著升高（P＜0.05）,相比于LPS处理组,甜菜碱的预处理可显著下调My D88的表达（P＜0.05）。且肉鸡腹腔注射LPS后2 h,与对照组相比,肌肉组织中TET2的基因表达极显著上调（P＜0.01）,该效应在甜菜碱添加组中得到了显著缓解（P＜0.01）。Me DIP检测结果显示,IL-6基因CpG岛远端（-1053,-848）的区域5hm C水平在LPS作用下显著增加（P＜0.05）,在甜菜碱作用下恢复到正常水平（P＜0.05）;LPS显著上调了TLR4基因5’侧翼序列（-325,-166）区域的5hm C水平（P＜0.05）,相比于LPS组,甜菜碱能够显著下调（-325,-166）区域的5hm C水平（P＜0.05）;LPS也使My D88CpG岛区域5hm C水平显著升高（P＜0.05）,在甜菜碱的作用下其水平显著下调（P＜0.05）。这些结果提示,饮水中添加0.1%甜菜碱能够缓解肌肉组织IL-6的过度表达。进一步的机制研究发现,甜菜碱可能是通过调控甲基化相关酶TET2的表达,从而调控IL-6、TLR4以及My D88等基因启动子CpG岛某些区域去甲基化,进而调节相关基因mRNA表达,达到缓解炎症的作用。
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