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低溫對合作豬脂肪組織形態(tài)、脂代謝相關(guān)基因表達(dá)和酶活性及AMPK/PGC-1α通路的影響

2024-09-30 00:00:00李瑤賈蕊李杰滾雙寶楊巧麗王龍龍張鵬霞高小莉黃曉宇
畜牧獸醫(yī)學(xué)報 2024年8期
關(guān)鍵詞:產(chǎn)熱棕色脂肪組織

摘 要: 旨在探究低溫對合作豬脂肪組織形態(tài)、脂代謝相關(guān)基因表達(dá)和酶活性及AMPK/PGC-1α通路的影響。本研究選擇75日齡體重相近、健康狀況良好的合作豬10頭,常溫飼養(yǎng)7 d后隨機(jī)分為對照組((23±2)℃)和低溫組((-15±2)℃),每組5頭,試驗期15 d。試驗結(jié)束后采集合作豬腋下和腹股溝脂肪組織,采用HE染色觀察脂肪組織形態(tài);ELISA法檢測脂代謝相關(guān)酶活性;熒光定量PCR法檢測脂肪棕色化產(chǎn)熱基因和脂代謝相關(guān)基因的表達(dá);Western blot檢測AMPK/PGC-1α通路蛋白的表達(dá)。結(jié)果發(fā)現(xiàn):與對照組相比,低溫處理后合作豬腋下脂肪和腹股溝脂肪呈現(xiàn)褐色化改變,脂肪細(xì)胞數(shù)量變多且橫截面積減小;腋下和腹股溝脂肪中LPL活性,IL-6 mRNA表達(dá)量及AMPK、P-AMPK和PGC-1α蛋白表達(dá)量極顯著增加(P<0.01),LEP mRNA表達(dá)量及FAS活性極顯著降低(P<0.01);腋下脂肪中UCP3、HSP70 mRNA表達(dá)量顯著增加(P<0.05),PPARγ mRNA表達(dá)量顯著降低(P<0.05),AMPK及TNF-α mRNA表達(dá)量極顯著增加(P<0.01);腹股溝脂肪中AMPK及TNF-α mRNA表達(dá)量顯著增加(P<0.05),UCP3及HSP70 mRNA表達(dá)量極顯著增加(P<0.01),PPARγ mRNA表達(dá)量極顯著降低(P<0.01);低溫處理后合作豬腹股溝脂肪中PGC-1α、ADPN、FAT mRNA表達(dá)量和HSL活性極顯著增加(P<0.01),但在腋下脂肪中變化不顯著(P>0.05)。綜上,低溫下合作豬腋下脂肪和腹股溝脂肪發(fā)生褐色化改變,且脂肪細(xì)胞數(shù)量增多,面積減小,機(jī)體產(chǎn)熱增加,脂代謝關(guān)鍵基因LEP、ADPN、PPARγ、FAT及AMPK/PGC-1α通路可能參與機(jī)體脂質(zhì)代謝。

關(guān)鍵詞: 低溫;脂肪組織;脂代謝;AMPK/PGC-1α

中圖分類號: S828.2

文獻(xiàn)標(biāo)志碼: A

文章編號:0366-6964(2024)08-3418-09

收稿日期:2024-01-30

基金項目:國家自然科學(xué)基金區(qū)域創(chuàng)新發(fā)展聯(lián)合基金項目(U22A20507);甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)畜牧學(xué)養(yǎng)豬產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新團(tuán)隊項目(GAU-XKTD-2022-25)

作者簡介:李 瑤(2001-),女,甘肅甘谷人,碩士生,主要從事動物遺傳育種與繁殖研究,E-mail: LY926111@qq.com

通信作者: 滾雙寶,主要從事豬生產(chǎn)研究,E-mail: gunsb@gsau.edu.cn;楊巧麗,主要從事豬種質(zhì)資源創(chuàng)新與利用研究,E-mail:yangql0112@163.com

Effects of Low Temperature on Adipose Tissue Morphology, Lipid

Metabolism-Related Gene Expression and Enzyme Activities, and AMPK/PGC-1α

Pathway in Hezuo Pigs

LI" Yao1, JIA" Rui1, LI" Jie1, GUN" Shuangbao1,2,3*, YANG" Qiaoli1,3*, WANG" Longlong1, ZHANG

Pengxia1,"" GAO Xiaoli1, HUANG" Xiaoyu1

(1.College of Animal Science and Technology, Gansu Agricultural University, Lanzhou 730070,

China;

2.Gansu Modern Pig Rearing Engineering and Technology Research Center, Lanzhou 730070,

China; 3.Gansu Diebu Juema Pig Science and Technology Backyard, Gannan 740070," China)

Abstract:" This study aimed to investigate the effects of low temperature on adipose tissue morphology, lipid metabolism-related gene expression and enzyme activities, and AMPK/PGC-1α pathway in Hezuo pigs. Ten Hezuo pigs with similar body weight and good health condition at 75 days of age were selected and randomly divided into a control group ((23±2)℃) and a low-temperature group ((-15±2)℃), each with 5 pigs, after being reared for 7 d at room temperature, for 15 d of the experimental period. At the end of the experiment, the adipose tissue was collected from the axilla and groin of the Hezuo pigs, and the morphology of the adipose tissue was observed by HE staining; the activity of lipid metabolism-related enzymes was detected by ELISA; the expression of adipose browning heat-producing genes and lipid metabolism-related genes was detected by fluorescence quantitative PCR; and the expression of the AMPK/PGC-1α pathway proteins was detected by Western blot. The results showed that, compared with the control group, the axillary and inguinal fat of the Hezuo pigs showed browning changes, the number of adipocytes became larger, and the cross-sectional area was reduced after the low-temperature treatment; LPL activity, IL-6 mRNA expression and AMPK, P-AMPK and PGC-1α protein expression were highly significantly increased in axillary and inguinal fat (Plt;0.01), and LEP mRNA expression and FAS activity were highly significantly decreased (Plt;0.01); UCP3 and HSP70 mRNA expression were significantly increased in axillary fat (Plt;0.05), and PPARγ mRNA expression was significantly decreased (Plt;0.05), AMPK and TNF-α mRNA expression was highly significantly increased (Plt;0.01); AMPK and TNF-α mRNA expression was significantly increased (Plt;0.05) in inguinal fat, UCP3 and HSP70 mRNA expression was highly significantly increased (Plt;0.01), PPARγ mRNA expression was highly significantly decreased (Plt;0.01); PGC-1α, ADPN, FAT mRNA expression and HSL activity were significantly increased (Plt;0.05) in inguinal fat but not in axillary fat (Pgt;0.05) in Hezuo pigs after low-temperature treatment. In summary, the axillary fat and inguinal fat of Hezuo pigs under low temperatures underwent browning, and the area of adipocytes decreased, the number increased, the body heat production increased, and the key genes of lipid metabolism LEP, ADPN, PPARγ, FAT and the AMPK/PGC-1α pathway might be involved in the lipid metabolism of the organism.

Key words: low temperature; adipose tissue; lipid metabolism; AMPK/PGC-1α

*Corresponding authors:GUN Shuangbao, E-mail: gunsb@gsau.edu.cn; YANG Qiaoli, E-mail:yangql0112@163.com

動物的抗寒性能是其長期處于寒冷環(huán)境下,通過自然選擇逐漸獲得的一種耐寒能力,與其生長環(huán)境密切相關(guān)[1]。在寒冷環(huán)境中,抗寒性能差的豬種會因寒冷應(yīng)激而影響其生產(chǎn)效率。合作豬是高原型地方豬種藏豬的一個類群,冬季可在-15℃以下氣溫條件下不采取任何供暖措施正常的生長繁殖,具有較強(qiáng)低溫適應(yīng)能力。研究合作豬抗寒性狀形成的機(jī)制,對其遺傳資源的挖掘和抗寒豬品種(品系)培育具有重要意義。

脂肪組織是抗寒重要的靶器官之一,機(jī)體通過調(diào)節(jié)脂肪合成與分解代謝之間的平衡適應(yīng)低溫環(huán)境。研究發(fā)現(xiàn),激素敏感性脂肪酶(hormone-sensitive lipase,HSL)、脂肪酸合成酶(fatty acid synthase, FAS)、脂蛋白酯酶(lipoprotein lipase, LPL)、脂肪酸轉(zhuǎn)運酶(fatty acid transferase, FAT)和過氧化物酶體增殖物激活受體γ(peroxisome proliferator-activated receptor-γ, PPARγ)在脂肪合成與分解、脂質(zhì)代謝、脂肪酸轉(zhuǎn)運等過程中發(fā)揮著重要作用,與機(jī)體對寒冷的適應(yīng)密切相關(guān)[2-5]。除此之外,脂肪還是十分重要的內(nèi)分泌器官,能夠產(chǎn)生并分泌大量的活性蛋白因子,如瘦素(leptin, LEP)、脂聯(lián)素(adiponectin, ADPN)、白細(xì)胞介素-6(interleukin-6, IL-6)和腫瘤壞死因子-α(tumor necrosis factor-α, TNF-α)等,調(diào)控與能量平衡相關(guān)的機(jī)體代謝活動[6-8]。

脂肪組織包含白色脂肪和棕色脂肪,前者用于脂質(zhì)累積,后者用于能量消耗[9-10]。當(dāng)機(jī)體受到特定的刺激時,白色脂肪細(xì)胞會發(fā)生棕色化成為米色脂肪細(xì)胞,并伴隨解偶聯(lián)蛋白1(uncoupling protein 1, UCP1)表達(dá)增加[11]。米色脂肪是介于白色脂肪與棕色脂肪的中間形態(tài),其體積較小,具有支持適應(yīng)性產(chǎn)熱和氧化供能的作用[12]。作為機(jī)體能量平衡的重要代謝感受器和調(diào)節(jié)器,腺苷酸活化蛋白激酶(adenosine5′-monophosphate-activated protein kinase, AMPK)在低溫條件下會被激活[13],在調(diào)節(jié)白色脂肪棕色化和棕色脂肪產(chǎn)熱過程中發(fā)揮關(guān)鍵作用[14]。過氧化物酶體增殖物激活受體γ輔助激活因子α(peroxisome proliferator-activated receptor γ coactivator-1α, PGC-1α)可通過低溫誘導(dǎo)在非棕色細(xì)胞系中激活UCP1轉(zhuǎn)錄和表達(dá)[15],也有研究報道,AMPK信號通路能夠激活PGC-1α表達(dá)進(jìn)而增加UCP1的表達(dá),促進(jìn)白色脂肪棕色化,增加機(jī)體能量消耗[16]。由此可見,AMPK/PGC-1α信號通路參與了動物低溫適應(yīng)過程中脂肪組織的代謝調(diào)控,但其在合作豬低溫適應(yīng)過程中是否也發(fā)揮著同樣的作用尚不清楚。

本研究試驗以高原型抗寒豬種合作豬為研究對象,研究低溫下其脂肪組織形態(tài)、脂代謝相關(guān)基因mRNA表達(dá)和酶活性,以及AMPK/PGC-1α蛋白表達(dá)等變化,以期為合作豬抗寒性狀形成的遺傳機(jī)制研究提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗動物和樣品采集

選擇75日齡體重相近、健康狀況良好的合作豬10頭,常溫飼養(yǎng)7 d后隨機(jī)分為對照組和低溫組,每組5頭。對照組在室內(nèi)常溫((23±2)℃)飼養(yǎng),低溫組在裝有溫度控制裝置的室內(nèi)((-15±2)℃)飼養(yǎng),試驗期15 d。試驗豬飼喂基礎(chǔ)日糧,飲用溫水。試驗結(jié)束后采集合作豬腋下和腹股溝脂肪組織,一部分用4%多聚甲醛溶液固定,用于HE染色;一部分立即放入液氮罐速凍,轉(zhuǎn)入-80℃冰箱中保存,用于酶活測定及蛋白和RNA提取。

1.2 石蠟切片與HE染色

將脂肪組織從固定液中取出,進(jìn)行修塊。經(jīng)過脫水浸蠟、包埋后,切成厚度為4 μm的薄片,進(jìn)行脫蠟復(fù)水,蘇木素、伊紅依次染色,脫水封片等,顯微鏡下觀察脂肪組織形態(tài)并采集圖片。在30倍視野下,每個組織切片選取5個視野,利用軟件Image-J對脂肪細(xì)胞數(shù)量及橫截面積進(jìn)行統(tǒng)計。

1.3 脂代謝酶活性的檢測

采用酶聯(lián)免疫吸附法檢測(ELISA)脂肪組織中FAS、LPL和HSL的活性。ELISA試劑盒購自江蘇科特生物科技有限公司。

1.4 實時熒光定量PCR(RT-qPCR)

1.4.1 總RNA提取與反轉(zhuǎn)錄

將腋下和腹股溝脂肪組織樣品研磨成粉末,轉(zhuǎn)移至離心管中,用Trizol法提取總RNA,用Evo-MLV反轉(zhuǎn)錄預(yù)混型試劑盒(湖南艾科瑞生物)合成cDNA,進(jìn)行反轉(zhuǎn)錄,總體系20 μL。反應(yīng)程序為:第一步gDNA Clean Reaction Mix Ver.2 2 μL,總RNA 2 μL,RNase free ddH2O 6 μL,42℃水浴2 min后,冰上迅速冷卻;第二步,上一步混合物10 μL,5×Evo M-ML V RT Reaction mix Ver.2 4 μL,RNase free ddH2O補(bǔ)足20 μL,37℃ 15 min,85℃ 5 min。反應(yīng)結(jié)束后,所得cDNA保存于-20℃?zhèn)溆谩?/p>

1.4.2 引物設(shè)計與合成

根據(jù)NCBI上豬的UCP3、PGC-1α、LEP、ADPN、PPARγ、AMPK,F(xiàn)AT、IL-6、TNF-α、HSP70和GAPDH參考序列,利用Primer premier5.0軟件設(shè)計引物,并由楊凌肆月生物科技有限公司合成。引物詳細(xì)信息見表1。

1.4.3 熒光定量PCR(RT-qPCR) "以獲得的cDNA為模板,使用SYBR Premix Ex Taq TM Ⅱ試劑盒檢測mRNA表達(dá)量,反應(yīng)體系包括:

SYBR酶10 μL,上、下游引物各0.8 μL,cDNA模板1 μL,加入ddH2O補(bǔ)至20 μL。反應(yīng)條件為95℃ 30 s;95℃ 5 s,60℃ 30 s,40個循環(huán);95℃ 1 min,60℃ 30 s;95℃ 30 s,每個樣品重復(fù)3次。采用2-ΔΔCt法計算基因相對表達(dá)量[17]。

1.5 Western blot檢測

提取后的蛋白樣品經(jīng)二喹啉甲酸(bicinchoninic acid, BCA)蛋白定量試劑盒檢測蛋白濃度,確定樣品上樣量,然后進(jìn)行SDS-PAGE凝膠電泳,用0.45 μm孔徑的PVDF膜,通過濕轉(zhuǎn)法進(jìn)行凝膠轉(zhuǎn)膜;轉(zhuǎn)膜完成后在5%的脫脂奶粉中封閉1.5 h,隨后4℃孵育一抗12~14 h(AMPK和P-AMPK按1∶500稀釋,PGC-1α按1∶1 000稀釋,GAPDH按

1∶2 000稀釋,二抗按1∶5 000稀釋);然后放入辣根過氧化物酶標(biāo)記的二抗中,在TS-200DH立式恒溫振蕩器中37℃孵育1 h,在搖床上用PBST洗滌3次后,用化學(xué)發(fā)光檢測系統(tǒng)(Fusion FX; VILBER, Collegien, France)進(jìn)行曝光,靈敏ECL化學(xué)發(fā)光試劑盒(皮克級)顯影。采用ImageJ (v1.8.0)軟件進(jìn)行定量分析。

1.6 統(tǒng)計分析

使用SPSS 22.0進(jìn)行差異顯著性檢驗,結(jié)果以“mean±SEM”表示。用Graphpad prism 8.0進(jìn)行制圖。

2 結(jié) 果

2.1 低溫下合作豬腋下和腹股溝脂肪組織形態(tài)學(xué)分析

對照組合作豬腋下和腹股溝脂肪均可見大型脂肪細(xì)胞(圖1E,G);與對照組相比(圖1A,C),低溫組合作豬腋下和腹股溝脂肪組織呈現(xiàn)褐色化改變(圖1B,D),脂肪細(xì)胞數(shù)量變多且橫截面積顯著減?。▓D1F,H,I,J),對照組脂肪細(xì)胞面積多為5 000~7 000 μm2,低溫組多為2 000~3 000 μm2(圖1K,L)。

2.2 低溫下合作豬腋下和腹股溝脂肪組織產(chǎn)熱標(biāo)記基因和脂代謝關(guān)鍵基因表達(dá)及酶活性變化

如圖2A,與對照組相比,低溫組合作豬腹股溝脂肪UCP3和PGC-1α mRNA表達(dá)量極顯著升高(P<0.01);腋下脂肪UCP3 mRNA表達(dá)量顯著升高(P<0.05),PGC-1α mRNA表達(dá)量差異不無顯著變化(P>0.05)。

對低溫處理合作豬腹股溝和腋下脂肪組織脂代謝關(guān)鍵基因mRNA表達(dá)檢測,結(jié)果發(fā)現(xiàn)(圖2B),與對照組相比,低溫組合作豬腋下脂肪中LEP mRNA表達(dá)量極顯著降低(P<0.01),AMPK mRNA表達(dá)量極顯著升高(P<0.01),PPARγ mRNA表達(dá)量顯著降低(Plt;0.05);腹股溝脂肪中LEP mRNA表達(dá)量極顯著降低(P<0.01),AMPK mRNA表達(dá)量顯著升高(P<0.05),PPARγ mRNA表達(dá)量極顯著降低(Plt;0.01);低溫組合作豬腹股溝脂肪中ADPN和FAT mRNA表達(dá)極顯著升高(Plt;0.01),腋下脂肪中變化不顯著(P>0.05)。

圖2C、D、E所示,低溫組合作豬腋下脂肪和腹股溝脂肪中LPL活性與對照組相比極顯著升高(Plt;0.01),F(xiàn)AS活性極顯著低于對照組(Plt;0.01);腹股溝脂肪中HSL活性與對照組相比極顯著升高(P<0.01),腋下脂肪中HSL活性與對照組相比呈升高的趨勢,但差異不顯著(P>0.05)。

2.3 低溫下合作豬腋下和腹股溝脂肪組織AMPK/PGC-1α通路蛋白表達(dá)變化

采用Western blot檢測AMPK/PGC-1α通路關(guān)鍵蛋白的表達(dá)情況。如圖3所示,與常溫組相比,低溫組合作豬腋下和腹股溝脂肪組中AMPK、P-AMPK和PGC-1α蛋白表達(dá)量均極顯著增加(P<0.01)。

2.4 低溫下合作豬腋下和腹股溝脂肪組織細(xì)胞因子表達(dá)變化

如圖4所示,低溫組合作豬腋下和腹股溝脂肪中細(xì)胞因子IL-6 mRNA表達(dá)量極顯著增加(Plt;0.01),腋下脂肪中HSP70 mRNA表達(dá)量顯著增加(Plt;0.05),TNF-α mRNA表達(dá)量極顯著增加(Plt;0.01);腹股溝脂肪中HSP70 mRNA表達(dá)量極顯著增加(Plt;0.01),TNF-α mRNA表達(dá)量顯著增加(Plt;0.05)。

3 討 論

哺乳動物主要通過顫栗產(chǎn)熱和非顫栗產(chǎn)熱兩個主要途徑來維持體溫[18],其中脂肪是非顫栗產(chǎn)熱的主要組織,且以棕色脂肪的作用最為突出,其產(chǎn)熱量約占非顫栗產(chǎn)熱總量的70%。有研究報道,經(jīng)過冷刺激處理后,小鼠白色脂肪的棕色化水平上調(diào),即棕色化產(chǎn)熱標(biāo)志物UCP1表達(dá)上調(diào)[19]。Yang等[20]將仔豬放置4℃的低溫下3 d,發(fā)現(xiàn)仔豬皮下白色脂肪出現(xiàn)米色化變化。本研究結(jié)果顯示,在低溫下合作豬腋下脂肪和腹股溝脂肪呈現(xiàn)褐色化改變,且脂肪細(xì)胞面積減小,數(shù)量增多。說明低溫組合作豬腋下脂肪和腹股溝脂肪可能轉(zhuǎn)變?yōu)榱嗣咨?,以增加機(jī)體的產(chǎn)熱功能。

UCP1和PGC-1α是調(diào)控白色脂肪棕色化產(chǎn)熱的關(guān)鍵因子,在脂肪棕色化過程中會顯著上調(diào)表達(dá),通過UCP1阻礙線粒體中ATP的合成來產(chǎn)熱。豬由于缺乏棕色脂肪及功能性UCP1,因而進(jìn)化出了獨立于棕色脂肪在寒冷環(huán)境中生存的非顫栗性產(chǎn)熱機(jī)能[21]。Lin等[1]研究發(fā)現(xiàn),藏豬和民豬對寒冷氣候的適應(yīng)性依賴于白色脂肪棕色化以及UCP3的上調(diào)表達(dá),說明UCP3基因在豬脂肪中具有產(chǎn)熱能力。本研究發(fā)現(xiàn),低溫條件下合作豬腹股溝和腋下脂肪組織中UCP3 mRNA表達(dá)量顯著升高,說明機(jī)體產(chǎn)熱增加。

機(jī)體正常生理狀態(tài)下,脂肪的合成與分解代謝處于動態(tài)平衡狀態(tài),該過程主要由甘油三酯酯化和分解的相對速度決定。FAS是脂肪合成的關(guān)鍵酶,LPL可以催化乳糜微粒和極低密度脂蛋白中的甘油三酯水解,HSL是最早發(fā)現(xiàn)的在脂肪細(xì)胞內(nèi)分解甘油三酯的脂肪酶,可介導(dǎo)脂肪細(xì)胞的脂解作用[3]。有研究表明,冷應(yīng)激后阿勒泰羊和湖羊脂肪組織中LPL有了明顯的升高,而FAS的表達(dá)量降低[22]。本研究中,低溫處理后合作豬腋下脂肪和腹股溝脂肪FAS的活性顯著降低,LPL和HSL的活性顯著升高。說明低溫處理后合作豬腋下和腹股溝脂肪組織通過增加脂肪分解用以供能維持體溫恒定。

PPARγ是促進(jìn)脂肪細(xì)胞分化的啟動因子,能夠促進(jìn)LPL和FAT在機(jī)體脂肪細(xì)胞內(nèi)的表達(dá)[23]。有研究表明,F(xiàn)AT在心肌細(xì)胞中可以在攝取LCFA后激活下游的脂肪酸β氧化[24];PPARγ在棕色脂肪細(xì)胞分化過程中協(xié)調(diào)UCP1轉(zhuǎn)錄,但在成熟活化的棕色脂肪細(xì)胞中受到抑制[25]。本研究發(fā)現(xiàn),在低溫下,合作豬腹股溝脂肪中FAT的mRNA表達(dá)水平極顯著增加,PPARγ mRNA表達(dá)水平極顯著降低,說明低溫下合作豬腹股溝脂肪可能已經(jīng)分化為成熟的米色脂肪,其通過抑制PPARγ表達(dá)促進(jìn)脂肪酸的轉(zhuǎn)運和β氧化,以增加機(jī)體產(chǎn)熱。

LEP與ADPN是脂肪組織分泌的因子,LEP在白色脂肪組織中分泌和表達(dá)水平較高,通常與體內(nèi)的脂肪組織含量正相關(guān)[26]。機(jī)體受到冷刺激時,脂肪組織中LEP mRNA表達(dá)減少[27]。本研究中,低溫組合作豬腋下脂肪和腹股溝脂肪中LEP mRNA表達(dá)量顯著下降,可能是由于白色脂肪轉(zhuǎn)化為棕色脂肪所導(dǎo)致。ADPN是脂肪細(xì)胞因子中的一種負(fù)性調(diào)節(jié)激素,其表達(dá)量與機(jī)體脂肪的含量呈負(fù)相關(guān)[28]。有研究表明,低溫促進(jìn)ADPN受體基因的上調(diào)表達(dá),進(jìn)而激活其下游AMPKα基因的表達(dá),從而抑制脂質(zhì)合成代謝[29];肝細(xì)胞內(nèi)AMPK通路的激活抑制了脂代謝過程中關(guān)鍵基因SREBP-1C的表達(dá),導(dǎo)致脂質(zhì)合成減少和β氧化增加[30]。Hui等[31]研究報道,寒冷條件下ADPN的表達(dá)增加,其可通過T連接蛋白誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞增殖,促使皮下脂肪的棕色化。另外,也有學(xué)者認(rèn)為,AMPK/PGC-1α是調(diào)控白色脂肪轉(zhuǎn)變?yōu)樽厣镜闹匾緩街?,AMPK可磷酸化激活PGC-1α;當(dāng)白色脂肪細(xì)胞中PGC-1α mRNA表達(dá)量增加時,會促進(jìn)線粒體大量生成和表達(dá)UCP1[16]。許瀚元[32]研究表明AMPK激活后促進(jìn)了HSL的表達(dá);王鈺濱等[2]報道,AMPK激活后抑制了FAS的表達(dá),促進(jìn)白色脂肪組織中LPL基因?qū)χ愇镔|(zhì)的水解及產(chǎn)熱量的增加。本研究中,低溫組合作豬腹股溝脂肪ADPN和AMPK mRNA表達(dá)量顯著升高,腋下脂肪和腹股溝脂肪中AMPK、P-AMPK和PGC-1α mRNA及蛋白表達(dá)量顯著升高。結(jié)合前人的研究,我們推測低溫下合作豬脂肪組織可能通過促進(jìn)AMPK上游ADPN分泌,激活A(yù)MPK/PGC-1α通路,調(diào)控脂代謝相關(guān)基因表達(dá)和酶活性水平,進(jìn)而誘導(dǎo)白色脂肪棕色化,以增加機(jī)體產(chǎn)熱抵御寒冷,具體的機(jī)制還需進(jìn)一步驗證。

HSP家族(HSPs)是一類高度保守的分子伴侶蛋白,在調(diào)節(jié)細(xì)胞周期進(jìn)程、抵抗機(jī)體應(yīng)激方面發(fā)揮重要作用[33-34]。HSP70是HSP家族成員之一,可以誘導(dǎo)促炎細(xì)胞因子的分泌,與自身免疫病和慢性炎癥有關(guān)[28]。張子威[35]研究發(fā)現(xiàn),急慢性冷應(yīng)激可引起雞肝臟ADPN、TNF-α和熱休克蛋白70(HSP70)mRNA表達(dá)量增加。本試驗結(jié)果顯示,在低溫下,合作豬腋下和腹股溝脂肪中HSP70、IL-6和TNF-α mRNA表達(dá)量均顯著升高,說明合作豬機(jī)體對低溫的響應(yīng)增強(qiáng),但本研究低溫條件一定程度上導(dǎo)致了機(jī)體炎性反應(yīng)的產(chǎn)生。

4 結(jié) 論

低溫下合作豬腋下脂肪和腹股溝脂肪發(fā)生褐色化改變,且脂肪細(xì)胞數(shù)量增多,面積減小,機(jī)體產(chǎn)熱增加,脂代謝關(guān)鍵基因LEP、ADPN、PPARγ、FAT及AMPK/PGC-1α通路可能參與了機(jī)體脂質(zhì)代謝。

參考文獻(xiàn)(References):

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(編輯 郭云雁)

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