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过氧化物酶体增殖物激活受体(Peroxisomeproliferationactivatedreceptors,PPARs)是由配体激活的转录因子,属于核受体超家族。激活的PPARs对调节体内多种代谢过程、特别是脂质代谢具有重要作用。PPAR一般存在三种亚型,即PPARα、PPARβ(δ)和PPARγ,分别由不同的基因编码。目前,已在多种鱼类中克隆了PPARs基因,并进行了组织表达特性的研究,但是,关于其功能、特别是在鱼类高度不饱和脂肪酸(HUFA)代谢中的作用的研究尚少见报道。 肝细胞核因子4α(Hepatocytenuclearfactor4α,HNF4α)是肝细胞核因子家族成员之一,对肝细胞的分化调控起关键作用,同时参与肝脏中糖、脂代谢相关基因的表达调控。HNF4α基因已在斑马鱼、罗非鱼和金头鲷等鱼类中被克隆,但有关其功能、特别是在鱼类HUFA代谢中的作用也少见报道。 一般认为,海水鱼合成HUFA的能力缺乏或很弱。然而,本课题组最近在一种植食性海水鱼类——黄斑蓝子鱼(Siganuscanaliculatus)中首次发现海水鱼类具有HUFA合成能力。为了进一步研究蓝子鱼HUFA合成代谢的分子调控机制,本论文克隆了蓝子鱼的转录因子PPARs和HNF4α基因,并对其组织表达特异性、环境盐度对其组织中的mRNA表达水平和脂肪酸组成的影响进行比较研究,以探讨其在HUFA生物合成调控中的可能作用。主要研究结果如下: 1.采用RT-PCR和RACE-PCR方法获得蓝子鱼PPARs和HNF4α的cDNAs:PPARα全长2577bp,共编码477个氨基酸;PPARβ全长2584bp,共编码516个氨基酸;PPARγ编码区1560bp,共编码519个氨基酸;HNF4α全长1736bp,共编码454个氨基酸。PPARs和HNF4α都具有氨基酸序列具有保守的DNA结合区和配基结合区。蓝子鱼PPARα、PPARβ、PPARγ及HNF4α与其它已知物种对应氨基酸序列的同源性分别为75-78%、70-93%、62-87%及81-93%。 2.利用Real-timePCR方法对上述基因进行组织表达特异性研究,结果显示,PPARs在多种组织中有表达:PPARα在眼睛、脑和心脏组织中的表达水平较高,在脾和脂肪组织中的表达水平较低;PPARβ在鳃组织中表达水平最高,在肠和肝脏中表达水平最低;PPARγ在肠、鳃和肝脏中表达水平较高,在肌肉和眼睛中表达水平较低。这说明,蓝子鱼PPAR三亚型在不同组织中的表达水平不同。HNF4α基因主要在肠、肝和眼睛等脂肪酸代谢较活跃的组织中表达,在心脏、脾和鳃中几乎不表达。 3.采用Real-timePCR方法对PPARs和HNF4α在不同盐度下(10和32ppt)养殖的蓝子鱼组织中的mRNA表达水平进行比较研究,检测的组织包括脂类代谢活跃的肝脏、脂肪及另外两种高表达的组织。结果显示,在低盐组中,肝脏和脑中的PPARα,鳃、肌肉和肝脏中的PPARβ,肝脏和鳃中的PPARγ,肝脏和眼睛中的HNF4α,基因表达水平要高于高盐组。肌肉和肝脏组织脂肪酸组成的比较结果显示,低盐组肌肉中的DHA含量和n-3/n-6PUFA比值,以及肝脏中的n-3和n-6PUFA、ARA、DHA、EPA和DPA含量、n-3/n-6PUFA比值等都显著低于高盐组。这些结果提示,PPARα、β和γ,HNF4α在蓝子鱼肝脏脂类代谢、特别是HUFA代谢中可能具有重要的生物学功能。 综上所述,本研究首次从植食性海水鱼黄斑蓝子鱼中克隆到PPAR(α、β和γ)和HNF4α基因,首次研究鱼类中这四个转录因子在不同盐度下mRNA表达水平与组织脂肪酸组成的关系,探讨其在HUFA合成调控中的可能作用。研究成果对于丰富鱼类营养学、特别是分子营养学内容等具有重要的理论意义和学术价值,可进一步为研究蓝子鱼HUFA合成的分子调控机制提供基础。