基于平行反应监测验证技术分析绵羊胚胎骨骼肌蛋白质组数据

旨在对绵羊胚胎骨骼肌蛋白质组学数据进行分析,为阐明绵羊胚胎骨骼肌生长发育机制奠定基础。前期试验应用串联质谱定量法(tandem mass tag, TMT)对成年中国美利奴绵羊妊娠第85(D85)、105(D105)和135天(D135)的胚胎背最长肌进行蛋白质定量,并对D85/D105、D105/D135和D85/D135 3个比较组进行分析。本试验在此基础上,利用KEGG和平行反应监测(parallel reaction monitoring,PRM)等数据分析方法对3个比较组绵羊胚胎骨骼肌上、下调差异丰度蛋白质进行分析和验证,并对候选蛋白质进行生物信息学分析。本研究对肌纤维成熟分化标志性蛋白肌球蛋白重链(myosin-2 isoform X2,MYH)进行PRM靶向定量验证,结果表明,其变化趋势与绵羊胚胎肌纤维成熟分化趋势相符。本研究对上调差异丰度蛋白和下调差异丰度蛋白的KEGG分析结果表明,D105/D85比较组中上调差异丰度蛋白质显著富集于胰岛素等信号通路,D135/D105和D135/D85比较组中下调差异丰度蛋白质显著富集于DNA复制和蛋白质消化吸收等信号通路。与肌肉发育相关的cAMP依赖性蛋白激酶A催化亚基α(PRKACA)和葡萄糖转运蛋白成员4(GLUT4)蛋白均显著富集于胰岛素信号通路中,生物信息学分析显示,这两个蛋白质的理论分子量分别为121.73和20.64 ku,分别有147、12个带正电荷的氨基酸残基和135、12个带负电荷的氨基酸残基;理论等电点分别为8.81和6.54;亲水性平均系数分别为-0.408和0.811;PRKACA蛋白无N端糖基化位点,有45个磷酸化位点;GLUT4蛋白有1个N端糖基化位点,25个磷酸化位点;PRKACA蛋白三级结构与CAMP-2依赖蛋白激酶a嵌合融合的晶体结构相似度为85%,GLUT4蛋白三级结构与人葡萄糖转运蛋白GLUT1的相似性为78%。本研究表明,PRM定量验证趋势与绵羊胚胎肌纤维成熟分化趋势相符,PRKACA和GLUT4蛋白具有丰富的磷酸化修饰位点,并参与胰岛素信号通路调控,是重要的候选蛋白。     

中国美利奴羊胚胎骨骼肌发育的加权基因共表达网络分析

旨在对绵羊胚胎骨骼肌lncRNAs（long non-coding RNA）进行鉴定分析,以阐明其在肌纤维类型转换与肌纤维增粗过程中的调控机制。本研究选取体重相近的成年中国美利奴母羊进行同期发情和人工授精,通过全转录组测序技术对其妊娠第85（D85N）、105（D105N）和135天（D135N）的胎儿背最长肌组织进行测序,设置D85N vs D105N、D105N vs D135N和D85N vs D135N 3个比较组,通过比较筛选出显著差异表达的lncRNA与mRNA。利用加权基因共表达网络分析（weighted gene co-expression network analysis,WGCNA）方法构建共表达模块,使用DAVID在线工具和R-package进行GO和KEGG富集分析以找到与肌肉发育相关的模块。最后从目标模块中筛选出高连通度的lncRNAs和mRNAs,通过它们与miRNAs间的靶向预测关系建立lncRNA-miRNA-mRNA共表达网络。根据WGCNA分析结果,共得到25个模块。功能富集显示,模块中的核心基因主要富集于细胞粘附、Wnt、紧密连接、mTOR、AMPK及ECM-受体相互作用等肌肉发育相关的信号通路,选出模块中连通度高的lncRNAs和mRNAs构建子网络,得到TNNI2、PIP5K1A、PDK4等关键相关基因,预测出MSTRG.3903、MSTRG.10154、MSTRG.1629、MSTRG.10496、MSTRG.9559、MSTRG.10178、MSTRG.10521、MSTRG.3911、MSTRG.4586、MSTRG.7232等10个与肌肉发育、肌肉疾病、细胞增殖相关的lncRNAs。本研究成功构建了肌纤维发育相关的lncRNA-miRNA-mRNA共表达网络,找到多个与妊娠后期胚胎骨骼肌发育相关的潜在候选基因,为深入研究lncRNA在中国美利奴羊胚胎发育过程中骨骼肌的发育调控机制奠定了基础,也为其他家畜骨骼肌发育机制的研究提供了参考和方向。     

中国美利奴羊胚胎骨骼肌发育的加权基因共表达网络分析

旨在对绵羊胚胎骨骼肌lncRNAs(long non-coding RNA)进行鉴定分析,以阐明其在肌纤维类型转换与肌纤维增粗过程中的调控机制。本研究选取体重相近的成年中国美利奴母羊进行同期发情和人工授精,通过全转录组测序技术对其妊娠第85(D85N)、105(D105N)和135天(D135N)的胎儿背最长肌组织进行测序,设置D85N vs D105N、 D105N vs D135N和D85N vs D135N 3个比较组,通过比较筛选出显著差异表达的lncRNA与mRNA。利用加权基因共表达网络分析(weighted gene co-expression network analysis, WGCNA)方法构建共表达模块,使用DAVID在线工具和R-package进行GO和KEGG富集分析以找到与肌肉发育相关的模块。最后从目标模块中筛选出高连通度的lncRNAs和mRNAs,通过它们与miRNAs间的靶向预测关系建立lncRNA-miRNA-mRNA共表达网络。根据WGCNA分析结果,共得到25个模块。功能富集显示,模块中的核心基因主要富集于细胞粘附、Wnt、紧密连接、mTOR、AMPK及ECM-受体相互作用等肌肉发育相关的信号通路,选出模块中连通度高的lncRNAs和mRNAs构建子网络,得到TNNI2、PIP5K1A、PDK4等关键相关基因,预测出MSTRG.3903、MSTRG.10154、MSTRG.1629、MSTRG.10496、MSTRG.9559、MSTRG.10178、MSTRG.10521、MSTRG.3911、MSTRG.4586、MSTRG.7232等10个与肌肉发育、肌肉疾病、细胞增殖相关的lncRNAs。本研究成功构建了肌纤维发育相关的lncRNA-miRNA-mRNA共表达网络,找到多个与妊娠后期胚胎骨骼肌发育相关的潜在候选基因,为深入研究lncRNA在中国美利奴羊胚胎发育过程中骨骼肌的发育调控机制奠定了基础,也为其他家畜骨骼肌发育机制的研究提供了参考和方向。     

Glut4突变调控脂肪重分布及肌纤维重塑的机制研究

旨在探讨Glut4基因突变后骨骼肌能量代谢及肌纤维转化的分子机制。本研究利用CRISPR/Cas9技术构建Glut4^Q177L突变鼠。选取22周龄健康的野生雄鼠和Glut4^Q177L突变雄鼠,即试验分为两组,每组3只,3个重复,进行表型评价和糖耐量、胰岛素耐量试验;荧光定量检测两组小鼠腓肠肌葡萄糖转运蛋白、脂代谢、肌纤维类型相关调控基因的表达差异;Western blot测定腓肠肌AMPK及其磷酸化蛋白含量。结果表明,突变鼠皮下脂肪和附睾脂重量显著低于对照组（P<0.05）;突变鼠糖耐量曲线下面积极显著增加（P<0.01）,表明其糖耐量受损;突变鼠血清中甘油三酯的含量显著下降（P<0.05）。相较于野生型小鼠,Glut4^Q177L突变鼠腓肠肌中Glut4、Glut1和Glut12等多个葡萄糖转运蛋白表达量显著升高（P<0.05）;葡萄糖摄取受限导致调控能量代谢关键基因AMPK在mRNA、蛋白和磷酸化修饰水平均显著升高（P<0.05）,同时促进与脂肪酸摄取与合成代谢相关的CD36和ATGL等基因表达上调（P<0.05）;慢速氧化型肌纤维（I型）和快速氧化型肌纤维（IIa型）相关基因表达极显著升高（P<0.01）,而快速酵解型纤维（IIb型）相关基因表达显著降低（P<0.05）。本研究结果显示,Glut4葡萄糖结合关键位点突变降低了骨骼肌和脂肪葡萄糖摄取能力,通过上调其它转运蛋白增加葡萄糖摄取;激活AMPK信号通路及分泌肌细胞因子调控脂肪分解以满足能量需求;促进线粒体丰富的氧化型肌纤维生成以提高能量利用效率。Glut4突变不仅可以为骨骼肌胰岛素抵抗提供有效的动物模型,还可以为家畜生物育种提供基因编辑参考位点。     

MSTN基因对牛肌动蛋白细胞骨架调节通路的影响

为探究肌肉生长抑制素（myostatin,MSTN）对牛骨骼肌生长发育的作用机制,本研究前期利用定量蛋白质组学与磷酸化蛋白质组学分析野生型蒙古牛（MG.WT）和MSTN^+/-蒙古牛（MG.MSTN^+/-）腿臀肌肌肉组织中蛋白质水平和磷酸化修饰水平的差异变化,使用已建立的牛骨骼肌卫星细胞体外诱导成肌分化模型,检测设计合成的MSTN siRNA （si-MSTN）干扰效果;采用实时荧光定量PCR和Western blotting方法检测转染si-MSTN的增殖期（GM）和分化第3天（DM3）牛骨骼肌卫星细胞中肌动蛋白细胞骨架调节通路相关基因的mRNA和蛋白水平的表达变化,研究敲低MSTN表达对肌动蛋白细胞骨架调节通路的影响。结果显示,在MSTN^+/-蒙古牛肌肉组织中共鉴定到16个肌动蛋白细胞骨架调节通路相关基因表达丰度上调;转染si-MSTN细胞中的MSTN表达水平极显著降低（P<0.01）;在转染si-MSTN的GM期牛骨骼肌卫星细胞中,肌动蛋白细胞骨架调节通路相关基因ENAH、ACTN4和Cdc42的mRNA水平均显著升高（P<0.05）,PFN1、RhoA和ACTN4的蛋白水平均显著或极显著升高（P<0.05;P<0.01）;在转染si-MSTN的DM3牛骨骼肌卫星细胞中,ENAH、CFL1、SCIN和Cdc42基因mRNA水平均显著升高（P<0.05）,RhoA基因mRNA水平极显著升高（P<0.01）,PFN1和ACTN4的蛋白水平均显著升高（P<0.05）。结果表明,干扰MSTN可以促进肌动蛋白细胞骨架调节通路相关基因的表达,探明了MSTN可能通过介导肌动蛋白细胞骨架调节通路影响牛骨骼肌卫星细胞增殖和成肌分化的分子机制,为进一步研究MSTN对牛成肌分化的调控机制提供参考。     

过瘤胃保护性亮氨酸对绵羊骨骼肌哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mTOR)信号传导通路关键因子的影响

本试验旨在研究过瘤胃保护性亮氨酸对绵羊骨骼肌哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mTOR)信号传导通路中2个关键因子4E-BP1及p70S6K磷酸化的影响.试验选取绵羊12只,随机分为4组(每组3个重复,每个重复1只羊),分别饲喂在基础饲粮中添加0(对照组)、0.5、1.0和1.5 g/d过瘤胃保护性亮氨酸的饲粮.15 d后,将绵...     

生肌调节因子在绵羊不同胎儿期心肌和骨骼肌中的表达

本试验旨在探究生肌调节因子（myogenic regulatory factors，MRFs）在绵羊不同胎儿发育时期心肌和骨骼肌组织中的表达情况。选取妊娠60（E60）、70（E70）、80（E80）和90 d（E90）4个不同时期的滩羊胎儿作为研究对象，采集骨骼肌和心肌组织，通过HE和油红染色观察心肌和骨骼肌在胎儿发育过程中发生的组织形态学变化；通过实时荧光定量PCR研究绵羊胎儿发育过程中MRFs在心肌和骨骼肌组织中的表达规律以及同一胎儿期MRFs在心肌和骨骼肌中的表达差异。HE染色结果显示，心肌组织和骨骼肌组织的微观结构差异明显，心肌肌纤维密度大，纵横交错成网状，和骨骼肌相比发育的更加成熟；骨骼肌组织肌纤维密度小，间隙大，E60~E90肌纤维数量逐渐增加，肌纤维束结构清晰分明。油红染色结果显示，心肌和骨骼肌组织在4个时期均未出现被染成红色的脂滴，表明E60~E90两个组织均没有分化出脂肪。实时荧光定量PCR结果显示，E60~E90胎儿心肌组织中MYOG、Myf5和Myf6基因表达量持续降低，但是没有MYOD基因表达；E60~E90骨骼肌组织中MYOD、MYOG和Myf6基因表达量持续上升，其中MYOG基因表达水平最高，Myf5基因的表达发生周期性波动。以上结果表明，E60~E90胎儿骨骼肌正处于快速发育阶段，而心肌组织此时已大致成型。因此，骨骼肌组织中MRFs的表达量远远高于心肌组织，且MYOG基因对于维持骨骼肌的快速发育发挥了重要作用。     

亚硒酸钠对绵羊睾丸间质细胞氧化应激及Keap1-Nrf2信号通路的影响

本试验旨在研究硒对绵羊睾丸间质细胞抗氧化能力及Keap1-Nrf2信号通路的影响。使用不同浓度亚硒酸钠（0、2、4、8μmol/L）处理绵羊睾丸间质细胞，采用试剂盒测定超氧化物歧化酶（SOD）、丙二醛（MDA）、谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px）和活性氧（ROS）含量，实时荧光定量PCR(qRT-PCR)和Western blot分析抗氧化相关基因及蛋白表达。结果表明：2μmol/L硒组ROS和MDA含量显著低于其他各组，SOD和GSH-Px活性显著高于其他各组，8μmol/L硒组呈相反变化趋势；且随着硒浓度升高，Keap1表达量显著降低；NQO1表达量显著升高；Nrf2和HO-1的mRNA表达量显著升高，蛋白丰度呈上升趋势。综上，硒能通过调控抗氧化酶活性，激活Keap1-Nrf2抗氧化信号通路，调节细胞内的氧化应激反应。     

詹纳斯激酶/信号转导蛋白转录激活因子信号通路在动物骨骼肌发育中作用的研究进展

詹纳斯激酶/信号转导蛋白转录激活因子（JAK/STAT）信号通路级联反应已被确定为肌肉发育的关键因素之一,其激活后影响骨骼肌成肌细胞的增殖、分化等。这条通路主要由3个部分组成,即詹纳斯激酶（JAK）、信号转导蛋白转录激活因子（STAT）及詹纳斯激酶受体。文章对JAK/STAT信号转导通路的基本途径及特点,以及它在动物骨骼肌修复生长过程中作用的研究进展进行总结。     

饲料中添加苯甲地那铵对肉仔鸡骨骼肌发育的影响

试验旨在研究苦味剂——苯甲地那铵（denatonium benzene, DB）对肉仔鸡骨骼肌发育的调控作用，为酚酮类苦味植物提取物在家禽饲料中的应用提供参考依据。试验选用240只1日龄雄性黄羽肉仔鸡，随机分为4个处理：对照组（玉米-豆粕型基础日粮），LDB、MDB组和HDB组分别在基础日粮中添加5、20 mg/kg和100 mg/kg DB，饲喂周期为8周。结果表明：日粮中添加DB显著降低肉仔鸡的体重和胸肌重（P<0.05）。各DB组总蛋白含量较对照组均显著降低（P<0.05）;MDB组和HDB组血清谷丙转氨酶和尿酸水平显著高于对照组（P<0.05）。此外，DB组胸肌肌纤维直径较对照组显著降低（P<0.05）。同时，HDB组显著上调胸肌中苦味受体信号通路相关基因（ggTas2r7、PLCβ2、IP3R3）和蛋白分解相关基因（Atrogin-1和MuRF-1）的m RNA表达水平。总之，日粮中添加DB激活肉仔鸡骨骼肌苦味受体信号通路，促进蛋白质水解进程，抑制骨骼肌发育。     

DLK1和MSTN基因在绵羊妊娠中后期胎儿中的表达分析

本研究以2个骨骼肌表型差异明显的特克塞尔和乌珠穆沁绵羊为试验对象,研究DLK1和MSTN基因在不同妊娠阶段胎儿不同部位骨骼肌中表达的调控机制及早期肌肉发育规律。在绵羊妊娠第85、100、120和135天时,对胎儿的半腱肌、半膜肌、背最长肌、股四头肌和股二头肌肌肉质量进行方差分析以及对DLK1和MSTN基因在5种骨骼肌中的表达量进行研究。结果表明,妊娠85天时特克塞尔羊的半膜肌、背最长肌、股四头肌和股二头肌质量显著或极显著(P<0.05或P<0.01)高于乌珠穆沁羊;妊娠100天时,5种骨骼肌组织生长发育在品种间的差异达到最大(P<0.05或P<0.01)。实时荧光定量分析表明,随着胎儿日龄的增加,DLK1基因在半腱肌、半膜肌、背最长肌、股四头肌和股二头肌骨骼肌中的表达量有增加的趋势,同时在特克塞尔羊中的表达量高于乌珠穆沁绵羊。在妊娠120天的半腱肌和半膜肌、妊娠100和135天的背最长肌、妊娠85天股四头肌和妊娠135天的股二头肌中DLK1表达量在2个品种间差异显著(P<0.05)。MSTN的表达量在特克塞尔羊中高于乌珠穆沁羊,但整体较低。妊娠135天时背最长肌和股四头肌中MSTN基因的表达量在2个品种间差异显著(P<0.05)。结果显示,DLK1和MSTN基因在不同日龄不同肌肉组织中的差异表达可能与肌肉早期发育有关。     

日粮能量及蛋白质水平对滩羊糖类转运载体mRNA表达的影响

试验旨在研究日粮能量及蛋白质水平对滩羊小肠和肌肉组织中主要糖类转运载体mRNA表达的影响。选取112只健康、体重相近的滩羊（公、母各半）,随机分为4组,每组4个重复,每个重复7只羊。参考肉羊饲养标准（NY/T 816-2004）,分别饲喂不同能量及蛋白质水平日粮,即0.84×标准水平（Ⅰ组）、0.96×标准水平（Ⅱ组）、1.08×标准水平（Ⅲ组）和1.20×标准水平（Ⅳ组）。试验分两个阶段（29~35和36~40 kg）,于每个阶段末,每个重复屠宰1只试验羊,取其小肠和肌肉组织样,运用实时荧光定量PCR技术,研究SGLT1、GLUT4、GLUT5基因mRNA的表达量变化。结果显示,在29~35 kg阶段末,Ⅲ组小肠中SGLT1基因mRNA的表达量最高,显著高于其他组（P< 0.05）,在36~40 kg阶段末各组间无显著差异（P> 0.05）,各组肌肉中SGLT1基因mRNA的表达量在两个阶段都随着能量及蛋白质水平的提高而增加,Ⅳ组均最高;在29~35 kg阶段末,各组间小肠中GLUT4基因mRNA表达量无显著差异（P> 0.05）,而在36~40 kg阶段末,GLUT4基因mRNA的表达量随着能量及蛋白质水平的提高而增加,Ⅳ组显著高于其他组（P< 0.05）,在肌肉中,Ⅳ组GLUT4基因mRNA在两个阶段末表达量均最高,均显著高于Ⅰ组（P< 0.05）;在两个试验阶段,GLUT5基因mRNA的表达量无规律性。综上所述,日粮能量及蛋白质水平会影响滩羊小肠和肌肉中SGLT1、GLUT4基因mRNA的表达量,从而影响机体对葡萄糖的消化吸收。     

Effects of Diets with Different Energy and Protein Levels on mRNA Expression of Glucose Transporters in Tan Sheep

This experiment was conducted to study the effects of the diets with different energy and protein levels on mRNA expression of glucose transporters in the small intestine and muscle of Tan sheep. A total of 112 healthy Tan sheep (half male and half female) with similar initial live weight were randomly divided into four groups with four replicates per group and seven sheep per replicate. According to the Feeding Standard of Meat-producing Sheep and Goats (NY/T 816—2004),each group was fed diet with different levels of energy and protein respectively:0.84×standard level (group Ⅰ),0.96×standard level (group Ⅱ),1.08×standard level (group Ⅲ) and 1.20×standard level (group Ⅳ). The test period were divided into two stages by body weight of sheep (29-35 and 36-40 kg). At the end of each stage,one sheep was slaughtered at each replicate,and small intestine and muscle samples were collected to study mRNA relative expression of SGLT1,GLUT4 and GLUT5 genes by Real-time PCR. The results indicated that:SGLT1 gene mRNA expression levels of group Ⅲ was significantly higher than other groups in small intestine at the end of 29-35 kg stage (P< 0.05);At the end of 36-40 kg stage,the SGLT1 gene mRNA expression levels had no significant difference among the four groups (P> 0.05).In muscle,the SGLT1 gene mRNA expression level increased with the rise of energy and protein levels at both stages ,and that of group Ⅳ were the highest.In small intestine,at the end of 29-35 kg stage,the GLUT4 gene mRNA expression levels had no significant difference among the four groups (P> 0.05);At the end of 36-40 kg stage,the GLUT4 gene mRNA expression level increased with the rise of energy and protein levels,and that of group Ⅳ were significantly higher than the other groups (P< 0.05).In muscle,the GLUT4 gene mRNA expression level were the highest in group Ⅳ at both stages,and significantly higher than group Ⅰ (P< 0.05). The GLUT5 gene mRNA expression did not show any regularity at both stages. In conclusion,diets with different levels of energy and protein could significantly affect the mRNA expression of SGLT1 and GLUT4 genes,and affect absorption of glucose in sheep.     

不同品种猪在不同生理阶段骨骼肌葡萄糖转运体和胰岛素受体表达的发育性变化

本试验旨在研究不同品种猪在不同生理阶段骨骼肌葡萄糖转运载体(GLUT)1、GLUT4和胰岛素受体(IR)mRNA表达的发育规律.试验以1、7、30、60、90和150日龄蓝塘和长白两品种猪背最长肌、半膜肌和半腱肌组织样品cDNA为模板,采用实时荧光半定量PCR的方法,检测猪GLUT1和GLUT4 mRNA在不同骨骼肌中的表达模式.结果显示:1)1～ 150日龄蓝塘和长白猪背最长肌、半膜肌和半腱肌GLUT1 mRNA表达存在相似的发育变化规律,在1日龄时相对表达丰度最高.2)1 ～ 150日龄蓝塘和长白猪半膜肌和半腱肌GLUT4 mRNA相对表达丰度随日龄呈波形式变化,变化速度和程度存在品种差异.1日龄和150日龄时蓝塘猪背最长肌GLUT4mRNA相对表达丰度低于同日龄长白猪(P>0.05),而在其余日龄时高于同日龄长白猪(P>0.05).3)蓝塘和长白猪背最长肌、半膜肌和半腱肌IR mRNA相对表达丰度在1和30日龄时表现出较高水平,而在7、60、90和150日龄时无显著差异(P>0.05);同日龄蓝塘和长白猪之间IR mRNA相对表达丰度无显著性差异(P>0.05).结果表明:猪骨骼肌GLUT1 mRNA的表达在不同生理阶段存在差异,猪骨骼肌GLUT4 mRNA的表达在不同品种和生理阶段存在显著差异,且其与IR mRNA的表达相关性较弱,无明显规律.     

Characterisation of glucose transporter (GLUT) gene expression in broiler chickens

1. Glucose transporter (GLUT) proteins, one of which is the major insulin-responsive transporter GLUT4, play a crucial role in cellular glucose uptake and glucose homeostasis in mammals. The aim of this study was to identify the extent of mRNA expression of GLUT1, GLUT2, GLUT3 and GLUT8 in chickens intrinsically lacking GLUT4. 2. GLUT1 mRNA was detected in most tissues of 3-week-old broiler chickens, with the highest expression measured in brain and adipose tissue. GLUT2 was expressed only in the liver and kidney. GLUT3 was highly expressed in the brain. GLUT8 was expressed ubiquitously, with expression in kidney and adipose tissue relatively higher than that of other tissues. 3. Expression levels of GLUT isoforms 1, 3 and 8 in skeletal muscle tissue were very low compared to the other tissues tested. 4. [3H]Cytochalasin B binding assays on tissue from 3-week-old chickens showed that the number of cytochalasin B binding sites in skeletal muscle plasma membranes was higher than in liver plasma membranes. These results suggest that GLUT proteins and/or GLUT-like proteins that bind cytochalasin B are expressed in chicken skeletal muscles. 5. It is proposed that GLUT expression and glucose transport in chicken tissues are regulated in a manner different from that in mammals.     

Changes in gene expression of glucose transporters in lactating and nonlactating cows

Glucose delivery and uptake by the mammary gland are a rate-limiting step in milk synthesis. It is thought that insulin-independent glucose uptake decreases in tissues, except for the mammary gland, and insulin resistance in the whole body increases following the onset of lactation. To study glucose metabolism in peak-, late-, and nonlactating cows, the expression of erythrocyte-type glucose transporter (GLUT1) and the insulin-responsive glucose transporter (GLUT4) in the mammary gland, adipose tissue, and muscle were assessed by Western blotting and real-time PCR. Our results demonstrated that the mammary gland of lactating cows expressed a large amount of GLUT1, whereas the mammary gland of nonlactating cows did not (P < 0.05). On the other hand, adipose tissue of late and nonlactating cows expressed a large amount of GLUT1, whereas the adipose tissue of peak-lactating cows did not (P < 0.05). There were no significant differences in the abundance of GLUT4 mRNA in adipose tissue and muscle, whereas GLUT4 mRNA was not detected in the mammary gland. The plasma insulin concentration was greater (P < 0.05) in nonlactating cows than in peak- and late-lactating cows. The results of the present study indicate that in lactation, GLUT1 expression in the mammary gland and adipose tissue is a major factor for insulin-independent glucose metabolism, and the expression of GLUT4 in muscle and adipose tissue is not an important factor in insulin resistance in lactation; however, the plasma insulin concentration may play a role in insulin-dependent glucose metabolism. Factors other than GLUT4 may be involved in insulin resistance.     

Texel和乌珠穆沁绵羊妊娠中后期胎儿背最长肌中 AKT基因的发育表达模式

选择绵羊胎儿期骨骼肌中表达稳定性高的内参基因,探讨AKT基因在绵羊妊娠中后期背最长肌中的发育性表达模式。以Texel和乌珠穆沁绵羊为研究对象,采用荧光定量PCR技术检测SDHC、YWHAB、RPLPO、RPS18、B2M 5个内参基因的mRNA表达水平,同时检测AKT基因mRNA丰度在其胎儿期70、85、100、120和135 d间的表达变化,并分析其在品种间和不同生长阶段间的表达差异及其对肌肉生长发育的影响。5个内参基因的定量结果经GeNorm程序统计学分析处理,表达稳定性由高到低排序为RPS18＞RPLPO＞SDHC＞B2M＞YWHAB,确定用RPLPO、RPS18和SDHC 3个基因校正绵羊胎儿期不同生长阶段的目的基因表达量。在5个发育阶段中,两个品种绵羊胎儿AKT基因表达模式有一定差异,AKT表达量在Texel绵羊85和120 d时均有明显的增加,而在乌珠穆沁绵羊的100 d时出现1个表达峰,这与试验对两品种绵羊组织学分析的结果是一致的,进一步印证了Texel绵羊在85和120 d以及乌珠穆沁绵羊在100 d时存在肌发生波的推测。以上结果初步揭示绵羊妊娠中后期生长发育过程中AKT基因表达的发育性变化模式和品种差异,为深入研究AKT基因的作用机制提供了理论基础。     

Insulin resistance selectively alters cell-surface glucose transporters but not their total protein expression in equine skeletal muscle

Background: Insulin resistance (IR) has been widely recognized in humans, and more recently in horses, but its underlying mechanisms are still not well understood. The translocation of glucose transporter 4 (GLUT4) to the cell surface is the limiting step for glucose uptake in insulin‐sensitive tissues. Although the downstream signaling pathways regulating GLUT translocation are not well defined, AS160 recently has emerged as a potential key component. In addition, the role of GLUT12, one of the most recently identified insulin‐sensitive GLUTs, during IR is unknown. Hypothesis/Objectives: We hypothesized that cell‐surface GLUT will be decreased in muscle by an AS160‐dependent pathway in horses with IR. Animals: Insulin‐sensitive (IS) or IR mares (n = 5/group). Methods: Muscle biopsies were performed in mares classified as IS or IR based on results of an insulin‐modified frequently sampled IV glucose tolerance test. By an exofacial bis‐mannose photolabeled method, we specifically quantified active cell‐surface GLUT4 and GLUT12 transporters. Total GLUT4 and GLUT12 and AS160 protein expression were measured by Western blots. Results: IR decreased basal cell‐surface GLUT4 expression (P= .027), but not GLUT12, by an AS160‐independent pathway, without affecting total GLUT4 and GLUT12 content. Cell‐surface GLUT4 was not further enhanced by insulin stimulation in either group. Conclusions and Clinical Importance: IR induced defects in the skeletal muscle glucose transport pathway by decreasing active cell‐surface GLUT4.