转录因子互作调控鸡脂肪细胞分化研究

哺乳动物的CAAT增强子结合蛋白α(C/EBPα)、CAAT增强子结合蛋白β(C/EBPβ)、过氧化物酶体增殖物激活型受体γ(PPARγ)和胆固醇调节元件结合蛋白质1(SREBP1)是脂肪细胞分化调控的重要因子,鸟类脂肪细胞分化的分子调控网络目前还不清楚。本研究利用荧光素酶报告基因检测发现,C/EBPα、C/EBPβ和SREBP1过表达促进鸡PPARγ基因启动子活性(P0.05);C/EBPβ和SREBP1过表达抑制鸡C/EBPα基因启动子活性(P0.05);PPARγ过表达促进鸡FAS基因启动子的活性(P0.05),并抑制鸡LPL和AFABP基因启动子活性(P0.05),但对鸡C/EBPα基因启动子活性没有显著影响(P0.05)。本研究结果为进一步阐明鸡脂肪细胞分化的转录调控网络奠定了基础。     

鸡肝脏型脂肪酸结合蛋白基因启动子活性分析

PCR扩增鸡L-FABP基因5′侧翼区约2kb的DNA片段,进行克隆并测序,构建了鸡L-FABP基因报告基因系列缺失载体,瞬时转染进入人肝癌细胞系,利用双荧光素酶报告基因系统测定了荧光素酶活性。在线分析软件发现鸡L-FABP基因启动子区存在HNF-1、SREBP-1、AP-1、C/EBP、Oct-1、TATA、CCAAT、GATA-1等调控元件,没有发现CpG岛。报告基因结果表明鸡L-FABP基因启动子-2 076bp/-20bp区域具有最强的启动子活性,-522bp/-20bp区域启动子活性最弱;C/EBPα可以显著的抑制鸡L-FABP基因的表达,这些结果为深入研究鸡L-FABP的表达调控机制奠定了基础。     

C/EBPs与脂肪细胞的分化调控

C/EBPs(CCAAT/enhance binding proteins,C/EBPs)由于具有激活特定基因DNA增强子CCAAT重复序列的功能而得名。C/EBPs属于bzip(Basic-Region/Leucine-Zipper)类蛋白,该家族有C/EBPα、β、δ3个成员参与脂肪细胞的分化。它们的羧基端结构相同,其富含碱性亮氨酸的指状结构含有55~     

鸡L-FABP启动子区C/EBPα结合位点的定点突变分析

为进一步分析L-FABP启动子区域中的C/EBPα结合位点以确定其在L-FABP转录中的调控作用。本研究采用定点突变方法将L-FABP启动子区域中的C/EBPα结合位点进行有效突变。结果显示,C/EBPα外源过表达可以抑制L-FABP启动子活性,突变L-FABP启动子区域中C/EBPα结合位点后L-FABP的启动子活性明显升高。这些结果表明,鸡L-FABP基因受到C/EBPα基因负调控作用,且C/EBPα很可能通过与该位点结合参与L-FABP的转录调控,为进一步研究C/EBPα在L-FABP基因转录调控中的作用提供重要依据。     

北京油鸡脂代谢关键转录因子的表达模式

肌内脂肪含量是脂肪合成与分解复杂分子机制共同作用的结果,是影响肌肉品质的关键因素之一。目前,关于C/EBPα、PPARγ、SREBP-1、C/EBPβ和PPARα5个参与脂代谢的关键转录因子在鸡主要组织中的作用机理还不清楚,为进一步阐明鸡肌内脂肪沉积的分子机制,中国农业科学院北京畜牧兽医研究所文杰研究员课题组开展了参与北京油鸡脂代谢的关键转录因子表达模式的研究,阐明了关键转录因子表达模式与鸡生长期主要组织脂肪沉积的关系。     

鸡KLF3基因的表达规律及其对脂肪细胞分化的影响研究

为研究鸡KLF3(Gallus gallus Krüppel-like factor 3,gKLF3)基因的表达规律及其对脂肪细胞分化的影响,利用qRT-PCR检测了其在肉鸡脂肪组织和脂肪细胞中的表达特点,并利用基因过表达技术研究gKLF3基因对脂肪细胞分化的影响。结果显示,gKLF3在2~10周龄肉鸡腹部脂肪组织中持续表达,10周龄高脂肉鸡腹部脂肪组织gKLF3表达量显著高于低脂肉鸡(P0.05);gKLF3在鸡成熟脂肪细胞的表达量低于前脂肪细胞(P0.01);体外培养的鸡前脂肪细胞经油酸诱导分化后,gKLF3基因表达量均有低于对照组的趋势;过表达gKLF3基因有抑制脂肪细胞分化,以及抑制C/EBPα、FAS基因表达(P0.01)的趋势。研究结果表明,gKLF3基因在鸡腹部脂肪组织生长发育过程中发挥重要作用,其可能是通过抑制C/EBPα、FAS基因表达进而抑制脂肪细胞分化实现的。     

全反式视黄酸对3T3-L1前脂肪细胞分化及PPARγ和C/EBPα mRNA表达的影响

本研究旨在探讨全反式视黄酸(all trans retinoic acid,ATRA)对3T3-L1前脂肪细胞分化的影响及其机制。培养3T3-L1前脂肪细胞,分别设置对照组以及10-9、10-8、10-7、10-6和10-5 mol/L ATRA的处理组,油红O染色观察3T3-L1前脂肪细胞分化的形态变化;油红O染色提取法分析不同浓度ATRA对3T3-L1前脂肪细胞分化的影响;Real-time PCR技术检测脂肪细胞分化相关基因过氧化物酶体增殖物激活受体γ(peroxisome proliferator activated receptor,PPARγ)、CCAAT/增强子结合蛋白α(CCAAT/enhancer binding proteinα,C/EBPα)mRNA水平的表达。结果表明:10-7、10-6和10-5 mol/L的ATRA抑制3T3-L1前体脂肪细胞的分化(P0.01),而10-9和10-8 mol/L的ATRA对3T3-L1前体脂肪细胞分化没有显著影响(P0.05)。10-5 mol/L的ATRA处理的前脂肪细胞,分化相关基因PPARγ和C/EBPαmRNA的表达减少,与空白对照组比较差异有统计学意义(P0.01)。结果显示,高浓度的ATRA可以抑制3T3-L1前脂肪细胞分化,减少脂肪细胞分化过程中脂质的堆积,机制可能与其抑制脂肪细胞分化相关基因PPARγ和C/EBPαmRNA表达有关。     

不同种类脂肪酸对延边黄牛骨骼肌卫星细胞成脂转分化的影响

试验旨在探究用同一浓度不同种类的脂肪酸单体(油酸、硬脂酸、棕榈油酸及棕榈酸)处理延边黄牛骨骼肌卫星细胞(BSC),研究其对脂肪生成相关基因表达及脂滴形成的影响。从18月龄延边黄牛半膜肌中分离提取骨骼肌卫星细胞进行体外培养,在分化培养基中分别添加100μmol/L油酸(OA)、硬脂酸(SA)、棕榈油酸(POA)和棕榈酸(PA)培养96 h,油红O染色观察脂滴生成情况,并利用实时荧光定量PCR法检测与脂肪生成相关基因过氧化物酶体增殖物激活受体γ(PPARγ)、固醇调节原件结合蛋白1(SREBP1)、硬脂酰辅酶A去饱和酶(SCD)、CCAAT/增强子结合蛋白α(C/EBPα)的表达。油红O染色结果显示,与对照组相比,所有的脂肪酸处理组细胞均有脂滴形成,油酸和棕榈油酸处理组相对于棕榈酸和硬脂酸处理组在肌管内形成的脂滴数量更多,且脂滴的形态较大。实时荧光定量PCR结果显示,在延边黄牛骨骼肌卫星细胞中添加油酸和棕榈油酸等不饱和脂肪酸增加了与脂肪合成相关基因PPARγ、SREBP1、C/EBPα的表达,抑制了SCD基因的表达;添加饱和脂肪酸(硬脂酸和棕榈酸)则在促进PPARγ、SREBP1、C/EBPα基因表达的同时也显著增加了SCD基因的表达(P0.05)。结果表明,添加脂肪酸可以诱导延边黄牛骨骼肌卫星细胞向脂肪细胞转分化。     

朗德鹅C/EBPα基因的克隆及不同处理对其在肝脏中表达的影响

为研究C/EBPα基因与朗德鹅肝脏脂肪代谢的关系,本研究克隆了朗德鹅C/EBPα基因,预测其蛋白结构和功能,并通过实时荧光定量PCR技术检测了朗德鹅肝脏C/EBPα基因在对照组和填饲、填饲+T3、填饲+T3+甜菜碱、填饲+甜菜碱等4个不同处理组中的表达情况。结果发现:朗德鹅C/EBPα基因序列长为1 401bp,开放阅读框(ORF)为975bp,编码324个氨基酸的蛋白质,两侧分别是210bp的5′-UTR和397bp的3′-UTR;预测朗德鹅C/EBPα蛋白位于细胞核中,不含有信号肽,不含有跨膜区,含有bZIP功能结构域;不同填饲处理组肝脏组织中C/EBPα基因的表达显著或极显著高于对照组(P<0.05或P<0.01),其中填饲+T3+甜菜碱处理组显著高于其它3个填饲处理组(P<0.05),与对照组差异极显著(P<0.01)。推测C/EBPα基因在朗德鹅肝脏脂肪代谢过程中发挥作用。     

CEBPA基因的生物学效应及其在畜禽生产中的研究进展

增强子结合蛋白α(CEBPA)是CCAAT/增强子结合蛋白家族中的一员,CEBPA基因对脂肪细胞分化、发育和脂肪沉积有重要作用。在人类中,CEBPA基因异常表达可能导致肥胖、糖尿病以及白血病等疾病;在畜牧生产上,CEBPA基因的表达对牛、羊、猪和禽类的生长与脂肪沉积有重要影响。本文对CEBPA基因的分布、结构和功能进行总结,并对近几年CEBPA基因在疾病和畜禽生产方面的研究进展进行综述。     

RNA干扰水牛MTPN基因对颗粒细胞增殖、凋亡及激素分泌的影响

本研究旨在探讨敲低MTPN基因对体外培养水牛颗粒细胞增殖、凋亡及雌激素、孕酮分泌的影响。应用RNAi技术敲低颗粒细胞中MTPN基因的表达水平,通过实时荧光定量PCR方法检测体外培养水牛颗粒细胞中MTPN基因及增殖和周期相关基因的表达情况,CCK-8法检测细胞增殖,借助流式细胞仪检测细胞周期的分布,采用ELISA试剂盒检测细胞培养液中雌激素与孕酮含量。结果显示,经siRNA(si-MTPN)转染颗粒细胞后,MTPN基因相对表达量下降60%(P<0.01);细胞增殖受到显著抑制(P<0.05),G1期细胞数量下降,S期细胞数量上升,G2期细胞数量极显著上升(P<0.01),细胞被阻滞在G2期;增殖与周期相关基因Cyclin D2、Cytochrom C表达量显著上升(P<0.05),Caspase9、Fas基因表达量极显著上升(P<0.01);ELISA检测雌激素和孕酮分泌水平均显著下降(P<0.05)。综上表明,敲低MTPN基因能通过调控相关基因的表达抑制体外培养水牛颗粒细胞的增殖及雌激素、孕酮的分泌水平,为阐明MTPN基因参与家畜卵泡发生的分子机制提供参考。     

Ghrelin对鸡脂肪间充质干细胞增殖及分化为脂肪细胞的影响

为探讨Ghrelin对鸡脂肪间充质干细胞(AMSCs)增殖及分化为脂肪细胞的影响。本研究采用CCK-8法检测不同浓度的Ghrelin对AMSCs增殖的影响,再通过实时荧光定量PCR检测Ghrelin对AMSCs中c-myc和胸苷激酶1(TK1)基因mRNA表达水平的影响。然后,采用化学法对AMSCs进行成脂分化诱导,在此过程中添加不同浓度的Ghrelin,观察AMSCs的形态学变化,油红染色测定甘油三酯的累积情况,并通过实时荧光定量PCR检测脂肪细胞分化转录因子过氧化物酶体增殖剂活化受体γ(PPARγ)和CAAT/增强子结合蛋白α(C/EBPα)基因mRNA表达水平的变化。结果显示,10-7~10-11 mol/L浓度的Ghrelin均能显著或极显著促进AMSCs的增殖,其中10-9 mol/L浓度的Ghrelin的促增殖作用最强;Ghrelin也能显著或极显著升高c-myc和TK1基因mRNA的表达量。同时,Ghrelin促进AMSCs分化为脂肪细胞过程中甘油三酯的累积和脂滴的形成,显著或极显著升高PPARγ和C/EBPα基因mRNA的表达水平。结果说明,Ghrelin能够促进AMSCs增殖及分化为脂肪细胞。其分子调节机制可能是,Ghrelin通过增加c-myc的含量,进而引起TK1的活化,从而导致细胞周期的激活,促进AMSCs增殖;Ghrelin可能通过促进PPARγ和C/EBPα的表达,从而促进AMSCs分化为脂肪细胞。     

猪核转录因子C/EBPβ真核表达载体的构建及表达

通过构建猪核转录因子C/EBPβ编码区真核表达体pEGFP-N1-C/EBPβ,将猪C/EBPβ异位表达于小鼠成肌细胞C2C12细胞中,为进一步研究C/EBPβ在猪脂肪发育中的调控机制奠定基础。本试验利用RT-PCR扩增C/EBPβ编码区序列并测序,提交GenBank;并将其克隆至真核表达载体pEGFP-N1,通过双酶切和测序鉴定重组质粒。将重组表达体pEGFP-N1-C/EBPβ导入C2C12细胞,荧光显微镜下观察C/EBPβ在细胞中的定位,半定量RT-PCR和Western blot检测C/EBPβ在细胞中的表达情况。本试验成功克隆测序了猪C/EBPβ基因编码区序列,并首次上传到GenBank;成功构建猪C/EBPβ真核表达体pEGFP-N1-C/EBPβ,并将其异位表达。结果表明:猪C/EBPβ在脂肪组织中表达量丰富,心肌和背最长肌表达微量,并且正确插入真核表达载体pEGFP-N1,荧光显微镜下观察重组体组主要集中在细胞核;而C/EBPβ基因和蛋白在转染重组体C2C12细胞中均有表达。本研究为提高猪肉肌内脂肪含量方面的研究提供新的思路。     

转录因子USF1调控鸡小肠上皮细胞中糖类转运蛋白表达

为了研究转录因子USF1在鸡小肠上皮细胞中调控糖转运蛋白基因表达的机制,本试验在生物信息学分析的基础上通过构建真核表达载体pcDNA3.1-USF1,在鸡小肠上皮细胞中过表达转录因子USF1,用绝对荧光定量PCR的方法检测分析了USF1对SGLT1、GLUT2和GLUT5基因表达的影响。结果表明,受到USF1基因过表达的影响,糖类转运蛋白GLUT2和SGLT1 mRNA在鸡小肠上皮细胞中的表达量极显著增高(P0.01);而GLUT5mRNA表达量没有显著变化(P0.05)。结合本研究结果,经过对这3个糖类转运蛋白基因5′上游调控区USF1结合位点的深入分析,认为在鸡小肠上皮细胞中转录因子USF1对糖转运蛋白基因GLUT2和SGLT1的表达具有正向调控的作用。     

WIP1基因对3T3-L1前脂肪细胞增殖分化的影响及其在小鼠不同生长阶段的表达

【目的】探究野生型p53诱导磷酸酶1(WIP1)基因与脂肪细胞增殖和分化的关系,以期为猪优质性状育种提供新基因素材。【方法】利用脂质体转染方法将合成的WIP1基因的3对siRNAs (WIP1-790、WIP1-893和WIP1-1845)和阴性对照NC-siRNA分别转染3T3-L1前脂肪细胞,通过实时荧光定量PCR检测WIP1基因的表达水平,比较不同siRNA的干扰效率。然后利用筛选到的干扰效率最高的siRNA敲减WIP1基因在3T3-L1前脂肪细胞中的表达,通过CCK-8检测siRNA敲减细胞和NC-siRNA细胞不同生长时期(0、12、24、48、72、96和120 h)的增殖情况,并通过实时荧光定量PCR检测上述2种细胞24和48 h的细胞周期蛋白B1(Cyclin B1)和Cyclin D1的表达水平。对干扰效率最高的siRNA和NC-siRNA组3T3-L1前脂肪细胞进行成脂诱导分化,通过油红O染色和甘油三酯定量法评估成脂分化效率,利用实时荧光定量PCR检测过氧化物酶体增殖物活化受体γ(PPARγ)、CCAAT/增强子结合蛋白α(C/EBPα)、脂肪酸结合蛋白4(FABP4)、硬脂酰辅酶A去饱和酶(SCD1)的表达水平,Western blotting法检测PPARγ蛋白的表达水平;通过实时荧光定量PCR检测WIP1基因在21日龄、8周龄和6月龄小鼠腹股沟皮下脂肪组织和性腺脂肪组织的时空表达情况。【结果】基因干扰试验结果显示,3对siRNAs对WIP1基因的表达均具有极显著的干扰作用(P＜0.01),其中WIP1-790的干扰效率最高,达到了70%以上。CCK-8检测结果显示,与NC-siRNA组相比,WIP1-790干扰组细胞的增殖速率在各生长时期均极显著降低(P＜0.01),且细胞周期基因Cyclin B1和Cyclin D1的表达量在24和48 h均极显著下调(P＜0.01)。成脂诱导分化结果显示,与NC-siRNA组相比,WIP1-790干扰组细胞在成脂分化第8天油红O染色阳性细胞明显减少,脂滴含量极显著降低(P＜0.01),甘油三酯含量显著降低(P＜0.05);PPARγ、C/EBPα、FABP4、SCD1等标记基因mRNA表达水平均极显著降低(P＜0.01),PPARγ蛋白表达水平极显著降低(P＜0.01)。WIP1基因在8周龄和6月龄小鼠的腹股沟皮下脂肪组织中的表达量分别显著或极显著高于21日龄小鼠(P＜0.05;P＜0.01),且在6月龄小鼠的性腺脂肪组织中,WIP1基因的表达量极显著高于21日龄和8周龄的小鼠(P＜0.01)。【结论】WIP1基因通过调控Cyclin B1、Cyclin D1和PPARγ等细胞周期和成脂分化相关基因的表达影响3T3-L1细胞的增殖和分化,且参与小鼠脂肪沉积过程,结果可为深入解析WIP1基因调控脂肪发生的分子机制提供参考。     

microRNA-425-5p对3T3-L1前体脂肪细胞增殖、分化的影响

为了探究miR-425-5p对小鼠3T3-L1前体脂肪细胞增殖、分化的影响效应,本试验采用实时荧光定量PCR检测miR-425-5p组织和细胞表达水平;运用CCK8、EdU、油红染色、甘油三酯含量分析等分别检测miR-425-5p对前体脂肪细胞增殖、分化的影响;利用生物信息学软件和双荧光素酶报告试验分别预测、验证miR-425-5p调控前体脂肪细胞分化的靶基因。结果表明,miR-425-5p在肥胖小鼠脂肪组织中低表达,在前体脂肪细胞增殖、分化过程中动态表达;与阴性对照相比,过表达miR-425-5p可促进前体脂肪细胞增殖,抑制脂肪细胞分化标志基因(PPARγ、C/EBPα、FAS等)表达,减少脂滴和甘油三酯积累;抑制miR-425-5p表达可抑制前体脂肪细胞增殖,阻止前体脂肪细胞诱导分化。在前体脂肪细胞分化过程中,过表达或抑制miR-425-5p可分别抑制或促进IGF1基因表达;与阴性对照相比,过表达miR-425-5p可抑制IGF1基因3′-UTR荧光活性,而突变miR-425-5p种子序列与IGF1基因3′-UTR的绑定位点可解除该抑制效果。综上所述,miR-425-5p可促进3T3-L1前体脂肪细胞增殖,并可直接靶向IGF1负向调控其分化。     

从江香猪肌内前体脂肪细胞分化过程中相关基因的表达研究

试验旨在探讨从江香猪肌内前体脂肪细胞分化过程中相关基因的表达。采集3日龄从江香猪背最长肌,采用Ⅱ型胶原酶消化法分离肌内前体脂肪细胞,进行原代和传代培养,并对其进行形态学观察。诱导培养后,利用油红O染色法对其进行鉴定。采用实时荧光定量PCR方法检测细胞诱导分化0、24、48、72和144h时脂肪相关基因丙酮酸脱氢酶激4(PDK4)、成纤维细胞生长因子10(FGF10)、脂联素(ADIPOQ)、脂肪酸合成酶(FAS)、脂蛋白脂酶(LPL)、CCAAT增强子结合蛋白α(C/EBPα)、脂肪细胞脂肪酸结合蛋白4(FABP4)、蛋白激酶B(AKT2)的表达,选择诱导0h作为对照组。结果显示,分离的肌内前体脂肪细胞5h开始贴壁,贴壁的细胞呈圆形,胞体透明,经传代后,细胞形态均一,经诱导培养后,油红染色呈红色。实时荧光定量PCR结果显示,PDK4、ADIPOQ、C/EBPα、FAS、FABP4和AKT2基因mRNA表达水平在诱导48h时均呈现较高表达,极显著高于其余各阶段(P0.01);FGF10基因mRNA表达水平在诱导24和48h时均较高;LPL基因mRNA表达水平在诱导72h时极显著高于对照组(P0.01),之后明显下降;PDK4、ADIPOQ和FGF10基因mRNA表达水平在诱导144h时均极显著低于对照组(P0.01);C/EBPα基因mRNA表达水平在诱导144h时显著高于对照组(P0.05);FAS基因mRNA表达水平在诱导144h时显著低于对照组(P0.05);AKT2和LPL基因mRNA表达水平在诱导144h时与对照组差异不显著(P0.05)。本试验成功培养了从江香猪肌内前体脂肪细胞,并检测了不同诱导阶段脂肪相关基因的表达情况,为进一步研究从江香猪脂肪代谢和沉积提供参考依据。     

鸡营养应激中SIRT1基因对肝脏脂类代谢的影响

本研究旨在探讨SIRT1基因在鸡肝脏脂类代谢中的功能。采用荧光定量PCR和免疫印迹检测34日龄广西三黄鸡在禁食24 h之后肝内SIRT1及其他糖脂代谢相关基因的表达水平,并测定血糖、血脂变化;检测SIRT1低表达的LMH-gSmiR30细胞系在葡萄糖和棕榈酸处理后细胞内糖脂代谢相关基因的表达水平及胞内脂滴的形成。结果表明:禁食24 h后,血液中甘油三酯浓度显著降低,肝内SIRT1基因的mRNA和蛋白水平显著增加,PGC-Lα、PPARα和ATGL基因表达也显著增加,但FASN基因表达则显著下降;禁食24 h后恢复2h采食,血糖和血液中甘油三酯浓度迅速回升,而肝内SIRT1、PGC-Lα、PPARα和ATGL基因的mRNA水平迅速降至正常喂饲组水平,FASN基因的mRNA水平则回升至对照组的25%;ATGL在SIRT1基因低表达的LMH-gSmiR30细胞中的mRNA表达水平略低于对照组细胞LMH-pmirG中的表达,而高浓度的葡萄糖和棕榈酸对LMH-gSmiR30细胞中ATGL的mRNA表达抑制更为明显,而且细胞内脂滴显著增多。以上结果说明,鸡肝脏中SIRT1基因的表达受营养状态的调控,同时SIRT1基因影响着肝细胞内脂类代谢过程。     

猪Neuronatin基因在pTr2细胞内葡萄糖转运中的功能研究

本研究旨在探索印记基因NNAT 2个转录本NNAT-α、NNAT-β在猪胎盘滋养层细胞(pTr2)中的功能。实验通过NCBI数据库公布的猪NNAT-α、NNAT-β的CDs序列信息设计引物,并构建了pcDNA3.1-NNAT-α和pcDNA3.1-NNAT-β真核表达载体,经过双酶切、连接转化、测序鉴定后,将表达载体转染至pTr2细胞,48h后通过酶标仪检测细胞内葡萄糖含量的变化,RT-PCR检测NNAT基因、葡萄糖转运基因(GLUT1、GLUT3)和PI3K-AKT通路基因的表达。结果表明在pTr2细胞中过表达NNAT-α、NNAT-β可显著提高细胞内葡萄糖含量、葡萄糖转运基因(GLUT1、GLUT3)和PI3K-AKT通路基因mRNA的表达量。