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本文为探讨猪Orexins及其受体的生物学功能,开展了五个方面的研究:
一、采用RACE结合RT-PCR方法,克隆了猪OX1R和OX2R的cDNA序列;在此基础上,采集7日龄仔猪各主要组织器官,采用RT-PCR方法检测了猪OX1R和OX2R mRNAs在各主要组织器官中的表达。结果表明:猪OX1R基因的cDNA序列全长1801bp(GenBank-DQ321701),编码425个氨基酸残基,与人和大鼠OX1R的同源性分别为95.3%、91.3%;猪OX2R 基因的cDNA序列长1673bp(GenBank:DQ321702),编码444个氨基酸残基,与人及大鼠OX2R的同源性分别为97.7%、91.8%。猪OX1R和OX2R mRNA在中枢神经系统的不同部位(下丘脑、大脑、小脑和脑干)均有较高水平表达,同样,两种受体在外周组织包括垂体、肺、肝脏、肾脏、胰腺、胃、回肠和睾丸等中也有广泛分布,但存在一定的差异:在脾脏、十二指肠和结肠等组织中只有OX2R mRNA表达,在心脏、空肠、肌肉和脂肪中两种受体均未见表达。
二、分别采集1、7、26、30、60、90和150日龄的长白和蓝塘两品种猪下丘脑和胃组织样品,采用实时荧光定量PCR方法,检测了猪Orexins、OX1R及OX2RmRNAs在上述组织中的表达。结果表明:
(1)30d前,长白猪和蓝塘猪下丘脑Orexins mRNA的表达模式一致。表现为,在哺乳期(1d到26d)两品种猪表达量均逐渐升高,26d时均显著高于1d(P<0.05),但30d时均显著下降(P<0.05);30d后,两个品种猪表达模式有较大不同,表现为,长白猪在30d后逐渐升高,150d时达表达高峰,而蓝塘猪在60d时即显著高于30d(P<0.05),且一直维持该表达水平至150d。除1d和30d外,在其它各发育阶段,长白猪下丘脑Orexins mRNA的表达水平均显著高于蓝塘猪(P<0.05)。
(2)长白猪和蓝塘猪下丘脑OX1R mRNA的发育性表达模式一致。表现为,在哺乳期,两品种猪下丘脑OX1R mRNA表达均无显著变化(P>0.05),30d时,两个品种猪均显著下降(P<0.05),随后逐渐升高,长白猪至150d时达到峰值,而蓝塘猪在90d时即达高峰,并维持至150d。两个品种间下丘脑OX1R mRNA的表达水平在不同发育阶段均无显著差异(P>0.05)。
(3)长白猪和蓝塘猪下丘脑OX2R mRNA的发育性表达模式一致。从整个发育阶段看,除在30d时两个品种猪下丘脑OX2R mRNA表达水平均显著下降(P<0.05)外,其余各阶段间表达量相对稳定(P>0.05)。两个品种间下丘脑OX2R mRNA的表达水平在不同发育阶段均无显著差异(P>0.05)。
(4)长白猪和蓝塘猪胃Orexins mRNA的发育性表达模式不同。长白猪胃OrexinsmRNA的表达在30d前无显著变化(P>0.05),60d时显著升高(P<0.05),至150d时达表达高峰;蓝塘猪在60d前无显著差异(P>0.05),90d时显著升高(P<0.05),并一直维持至150d。60d后,长白猪胃Orexins mRNA水平均显著高于蓝塘猪(P<0.05)。
(5)长白猪和蓝塘猪胃OX1R mRN,A的发育性表达模式一致。表现为,在30d前,胃OX1R mRNA无显著差异(P>0.05),随后逐渐升高,至150d时达到表达高峰。从整个发育阶段看,除26d外,在其它各发育阶段长白猪胃OX1R mRNA的表达水平均显著高于蓝塘猪(P<0.05)。
(6)长白猪和蓝塘猪胃OX2R mRNA的发育性表达模式不同。长白猪胃OX2RmRNA的表达水平呈阶段性变化,表现为,30d前各阶段间差异不显著(P>0.05),60d时显著升高(P<0.05),并一直维持该水平至150d。蓝塘猪胃OX2R mRNA水平并不随发育阶段而改变。从整个发育阶段看,在小猪阶段(60d和90d),长白猪胃OX2R mRNA的表达水平均显著高于蓝塘猪(P<0.05)。
三、采用冰冻切片结合免疫组织化学方法,检测了OX1R和OX2R在7日龄公仔猪下丘脑中的细胞定位。结果表明,在猪下丘脑腹内侧核、背内侧核、弓状核、室周核和室旁核内分布有OX1R和OX2R两种免疫阳性神经元,而在视交叉上核和下丘脑外侧区只存在OX1R免疫阳性神经元,在视前外侧核只存在OX2R免疫阳性神经元。
四、采用改良的Seglen原位两步灌流法分离了仔猪肝细胞。用OrexinA分别处理悬浮培养以及贴壁培养的肝细胞,检测肝细胞葡萄糖释放、分泌功能以及与糖脂代谢过程中关键酶基因的mRNA表达。结果表明:
(1)100nM OrexinA处理10min后可以显著促进肝细胞葡萄糖的释放(P<0.05)。
(2)不同浓度(1nM~500nM)的OrexinA处理原代培养的仔猪肝细胞24h,均显著升高肝细胞培养上液清中的葡萄糖、白蛋白、总胆汁酸和总胆固醇的浓度(P<0.05);500nM OrexinA处理显著升高甘油三酯的浓度(P<0.05)。
(3)不同浓度(1nM~500nM)OrexinA处理原代培养的仔猪肝细胞24h,呈剂量依赖性上调ACC、GT和PEPCK mRNAs的表达(P<0.05);均显著上调OX1R mRNA的表达(P<0.05)。
五、采用RT-PCR扩增猪OX1R开放阅读框(ORF),构建pcDNA-OX1R真核表达载体,由阳离子脂质体介导将peDNA-OX1R质粒转入CHO细胞,获得稳定表达OX1R的CHO-OX1R单克隆细胞,以CHO-OX1R全细胞作靶标,用噬菌体随机多肽库进行生物淘选OX1R激动剂。结果表明:以CHO-OX1R完整细胞作为靶标,对噬菌体展示随机7肽库进行多轮淘选,获得了2条与OX1R特异结合的序列,序列分析结果表明,这两个序列与OrexinA和OrexinB的同源性都非常低,且不与任何其它蛋白同源。