牛科物种胰岛素诱导基因1(INSIG1)研究进展

胰岛素诱导基因1编码蛋白(INSIG1)定位于内质网膜上,是调控脂代谢的重要因子。INSIG1主要通过调控固醇调控元件结合蛋白(SREBP)和3-羟-3-甲基戊二酰辅酶A还原酶(HMGR)来影响脂质代谢。越来越多的研究结果揭示了INSIG1在生物体内作用的复杂性。本文综述了INSIG1与SREBP和HMGR之间在脂代谢调控过程中的相互作用机制、INSIG1的结构及表达调控、INSIG1对牛科动物泌乳、生长等性状的影响。     

山羊INSIG1基因超表达对乳腺上皮细胞中脂质合成的影响

本研究旨在通过构建西农萨能奶山羊胰岛素诱导基因1(INSIG1)的重组腺病毒(Adenovirus,Ad)超表达载体,研究该基因超表达后对乳腺上皮细胞中脂质合成的影响,从而为该基因在山羊乳腺脂质合成调控中的功能研究奠定基础。根据GenBank(登录号:JQ665439)中山羊INSIG1基因序列设计引物,PCR扩增得到其CDS区序列。将目的基因连接到穿梭载体pAdTrack-CMV后获得pAdTrack-CMV-INSIG1质粒,将该质粒PmeⅠ线性化后转入大肠杆菌BJ5183感受态细胞进行同源重组,获得pAdEasy-INSIG1重组腺病毒超表达载体。该重组质粒经PacⅠ线性化后转染293A细胞进行病毒的包装及扩繁,利用LaSRT法测定其滴度。将获得的重组腺病毒AdINSIG1感染山羊原代乳腺上皮细胞,利用实时荧光定量PCR检测INSIG1及脂质合成相关基因的mRNA表达情况,利用GPO-Trinder酶学反应检测细胞中甘油三酯的含量。结果表明,成功构建了奶山羊INSIG1基因重组腺病毒超表达载体,获得了具有较高滴度(2×108 U·mL-1)的超表达腺病毒Ad-INSIG1;Ad-INSIG1感染山羊原代乳腺上皮细胞48h后,与Ad-GFP组相比,INSIG1基因的mRNA表达量上调约500倍,固醇调节元件结合蛋白1(SREBP1)和SREBP裂解活化蛋白(SCAP)的mRNA表达量无明显变化,参与脂肪酸从头合成(ACCα、FASN)及去饱和(SCD1)基因的mRNA表达量均显著下降(P0.05);参与甘油三酯合成的3个关键基因中,GPAM及DGAT2的mRNA表达量显著下降(P0.05),AGPAT6的表达无显著变化;同时,催化甘油三酯分解(ATGL)的基因mRNA表达量也显著下降(P0.05);细胞内甘油三酯含量无显著变化。综上所述,在山羊原代乳腺上皮细胞中,INSIG1能够抑制脂质合成相关基因的表达,对山羊乳腺脂质合成具有调控作用。     

豫西脂尾羊INSIG1基因克隆、序列分析及组织表达

胰岛素诱导基因1(INSIG1)是脂质合成与分解的重要调控基因,为了研究豫西脂尾羊INSIG1基因序列特征及其组织表达规律,试验采用Trizol法提取组织样RNA,RT-PCR扩增后克隆得到INSIG1基因序列并进行分析;采用实时荧光定量PCR法检测INSIG1 mRNA表达情况,并对结果进行比较分析。试验成功克隆了豫西脂尾羊INSIG1基因,其编码区长831 bp,编码276个氨基酸;基因的同源性分析表明,豫西脂尾羊INSIG1基因编码区与绵羊(XM_015095466.2)的亲缘关系相似性达99.64%,编码氨基酸序列的相似性达99.28%;蛋白理化性质分析表明,其分子质量为29.58 ku,理论等电点(pI)为9.07,属于稳定的碱性疏水性蛋白;跨膜结构、信号肽和亚细胞定位分析表明,该蛋白包含5个跨膜结构,没有信号肽,主要分布在细胞质;蛋白质三级结构预测发现,INSIG1蛋白结构含有6个α-螺旋和部分无规则卷曲;实时荧光定量PCR结果表明,INSIG1基因在肝脏中表达量最高,其次为肺脏、小肠和尾脂,肌肉中表达量最低。本研究完善了豫西脂尾羊的数据库,为INSIG1基因的功能及其在肉羊脂肪沉积过程中的作用机制提供了依据。     

猪INSIG2基因cDNA克隆、序列特征分析及差异表达

为了克隆猪胰岛素诱导2(INSIG2)基因,并对其进行序列特征分析和组织差异表达规律研究,试验提取猪总RNA,反转录c DNA后进行PCR反应,对克隆得到的INSIG2序列进行生物信息学分析,并用实时荧光定量PCR检测INSIG2在心脏、肝脏、脾脏、肺脏、胃、肾脏、肌肉7个器官/组织中的表达情况。结果表明:试验获得1段998 bp的序列,该片段编码区序列长度为678 bp,编码225个氨基酸。INSIG2蛋白分子质量为24.730 9 ku,理论等电点为8.64,不含信号肽;INSIG2蛋白有较强的疏水性,具有5个跨膜螺旋结构。与其他动物的INSIG2基因氨基酸序列一致性在92%以上。INSIG2基因在7个被检测器官/组织中均有表达,且肺脏中表达量最高,肝脏次之,再次是胃,心脏和肌肉的表达量最低。     

固醇调控元件结合蛋白及其对乳脂合成的调节作用

固醇调控元件结合蛋白(SREBPs)广泛分布于哺乳动物的肝脏、白色脂肪组织、肾上腺、乳腺组织等处,与乳脂的合成关系密切,它可以调控脂类合成相关酶基因的表达.通过与日的酶基因启动子中的固醇调节元件(SRE)结合激活目的基因转录,从而调控脂类合成.SREBPs在自身合成过程中会在转录、翻译及翻译后水平上受到多重因素的调控.本文从SREBPs的结构功能、组织分布、合成调节及其与乳脂合成的关系等方面进行了综述.     

FADS2基因在奶牛乳腺细胞中的过表达和干扰研究

为了研究脂肪酸脱氢酶2(fatty acid desaturases 2,FADS2)基因在奶牛乳腺细胞脂肪酸代谢中的作用,本研究在奶牛乳腺上皮细胞中对FADS2基因进行过表达和干扰,研究FADS2基因表达对脂肪酸合成相关基因的调控及对奶牛乳腺上皮细胞中甘油三酯含量的影响。针对FADS2基因的CDS序列设计siRNA和过表达载体pcDNA3.1-FADS2-EGFP,转染奶牛乳腺细胞检测FADS2基因过表达和干扰对脂肪酸代谢相关基因表达的影响及细胞中甘油三酯含量的变化。结果显示,试验成功获得过表达载体pcDNA3.1-FADS2-EGFP和干扰片段,转染细胞后具有良好的过表达和干扰效果。FADS2基因过表达后,1-酰基甘油磷酸酰基转移酶(AGPAT1)、固醇调节元件结合蛋白裂解激活蛋白(SCAP)、3-磷酸甘油转移酶(GPAM)、脂肪酸延长链5(ELOVL5)、乙酰辅酶A酰基转移酶1(ACAA1)、脂肪酸脱氢酶1(FADS1)、二酰基甘油转酰基酶1(DGAT1)和过氧化物酶体增殖激活受体α(PPARα)基因显著下调(P<0.05),脂滴蛋白2(PLIN2)基因极显著上调(P<0.01)。FADS2基因干扰过后可引起AGPAT1、GPAM、ELOVL5、ACAA1、PLIN2和FADS1基因显著上调(P<0.05),脂肪酸合成胰岛素诱导基因1(INSIG1)极显著上调(P<0.01),DGAT1和PPARα基因显著下调(P<0.05)。甘油三酯检测结果显示,FADS2基因过表达和干扰均可降低奶牛乳腺上皮细胞中甘油三酯的含量。综上所述,在奶牛乳腺上皮细胞中,FADS2基因能调控脂质合成相关基因的表达,对乳腺脂质合成具有调控作用。     

FADS2基因在奶牛乳腺细胞中的过表达和干扰研究

为了研究脂肪酸脱氢酶2(fatty acid desaturases 2,FADS2)基因在奶牛乳腺细胞脂肪酸代谢中的作用,本研究在奶牛乳腺上皮细胞中对FADS2基因进行过表达和干扰,研究FADS2基因表达对脂肪酸合成相关基因的调控及对奶牛乳腺上皮细胞中甘油三酯含量的影响。针对FADS2基因的CDS序列设计siRNA和过表达载体pcDNA3.1-FADS2-EGFP,转染奶牛乳腺细胞检测FADS2基因过表达和干扰对脂肪酸代谢相关基因表达的影响及细胞中甘油三酯含量的变化。结果显示,试验成功获得过表达载体pcDNA3.1-FADS2-EGFP和干扰片段,转染细胞后具有良好的过表达和干扰效果。FADS2基因过表达后,1-酰基甘油磷酸酰基转移酶(AGPAT1)、固醇调节元件结合蛋白裂解激活蛋白(SCAP)、3-磷酸甘油转移酶(GPAM)、脂肪酸延长链5(ELOVL5)、乙酰辅酶A酰基转移酶1(ACAA1)、脂肪酸脱氢酶1(FADS1)、二酰基甘油转酰基酶1(DGAT1)和过氧化物酶体增殖激活受体α(PPARα)基因显著下调(P0.05),脂滴蛋白2(PLIN2)基因极显著上调(P0.01)。FADS2基因干扰过后可引起AGPAT1、GPAM、ELOVL5、ACAA1、PLIN2和FADS1基因显著上调(P0.05),脂肪酸合成胰岛素诱导基因1(INSIG1)极显著上调(P0.01),DGAT1和PPARα基因显著下调(P0.05)。甘油三酯检测结果显示,FADS2基因过表达和干扰均可降低奶牛乳腺上皮细胞中甘油三酯的含量。综上所述,在奶牛乳腺上皮细胞中,FADS2基因能调控脂质合成相关基因的表达,对乳腺脂质合成具有调控作用。     

使用phiC31整合酶构建奶牛INSIG1基因乳腺恒定表达细胞系

为了使用phiC31整合酶建立奶牛胰岛素诱导基因1(INSIG1)的稳定表达乳腺细胞系,首先从奶牛乳腺组织中克隆得到INSIG1基因的编码区,然后将克隆片段与phiC31载体进行BamHⅠ和KpnⅠ双酶切构建INSIG1-C31真核表达质粒;将其与phiC31整合酶质粒共同转染到小鼠乳腺细胞中,采用嘌呤霉素筛选细胞,荧光显微镜观察细胞绿色荧光蛋白的表达,PCR鉴定细胞基因组中INSIG1基因的表达,荧光定量PCR检测细胞中INSIG1基因的表达。结果表明,试验成功构建INSIG1-C31真核载体,与phiC31整合酶共转染小鼠乳腺细胞,经过8mg/L嘌呤霉素筛选后获得完全表达绿色荧光蛋白的乳腺细胞系;对细胞系鉴定表明INSIG1基因已经整合到细胞基因组中,与对照组相比,INSIG1基因的mRNA表达丰度增加了597.98倍(P0.001)。本研究获得了稳定表达奶牛INSIG1基因的乳腺细胞系,为深入研究INSIG1基因功能打下基础。     

SREBPs对脂肪代谢的调控及其应用前景

固醇调节元件结合蛋白(SREBPs),是主要的调节胆固醇、脂肪酸及三酰甘油(TG)生物合成的转录因子,参与调控脂肪合成和吸收关键基因的表达。试验概括SREBPs的结构及其受胰岛素和维生素A调控的过程,并对当前SREBPs功能抑制的研究进行讨论。结果表明,SREBPs的抑制可成为治疗II型糖尿病、胰岛素耐受性、脂肪肝及动脉硬化(AS)等一系列代谢疾病的新靶点。     

脂肪细胞定向和分化因子1(ADD1)基因研究概述

脂肪细胞定向和分化因子1(Adipocyte Determination and Differentiation factor-1,ADD1),又称固醇调节元件结合蛋白1-c(Sterol Regulatory Element-binging Proteins-1c,SREBP1-c),是一种重要的核转录因子,作为固醇调节元件结合蛋白家族成员与SREBP-1α和SREBP-2一起调控脂肪酸和胆固醇的合成,并通过对葡糖激酶(GK)转录调控介导胰岛素,参与肝脏的碳水化合物和脂质代谢动态平衡.研究表明,ADD1基因多态性与猪肌内脂肪、皮脂率和屠宰率显著相关,ADD1基因很可能是影响猪肉质、胴体性状的候选基因.     

固醇调节元件结合蛋白(SREBPs)调控牛科物种脂合成的研究进展*

固醇调节元件结合蛋白(Sterol Regulatory Elemental Binding Protein ,SREBPs)是细胞核内调控脂代谢的重要转录因子,其在细胞核内通过结合下游靶基因调控区的顺式作用元件来参与转录过程,进而调控脂代谢,包括调控体脂的沉积和乳脂的合成。本文综述了SREBPs的结构与功能、SREBPs参与的生物学路径及SREBP1参与牛科物种体脂沉积和乳脂合成的研究进展,旨在为牛SREBPs的深入研究提供参考。     

固醇调节元件结合蛋白及其靶基因在脂肪代谢中的研究进展

动物脂肪代谢受多种因素影响,其调控机制较为复杂.固醇调节元件结合蛋白1(SREBP1)是重要的核转录因子,它能与基因的启动子/增强子的固醇调节元件结合,激活靶基因转录,介导胆固醇生物合成的反馈调节,在脂肪酸合成中发挥重要的调节作用.通过对SREBP1基因以及其调控基因的研究,有助于更好的认识脂肪代谢机理,为猪肉质品质的改良提供完善的理论基础,同时也可以提高对人类脂质代谢性疾病如糖尿病、高脂血症、脂肪肝,肥胖等的认识以及指导临床治疗.本文介绍了近年来转录因子SREBP1基因及其调节的几个靶基因的研究进展,以便于对SREBP1基因以及其靶基因在脂肪代谢中的作用进行更深入、更广泛的研究.     

豫西脂尾羊INSIG1基因克隆、序列分析及组织表达

胰岛素诱导基因1（INSIG1）是脂质合成与分解的重要调控基因，为了研究豫西脂尾羊INSIG1基因序列特征及其组织表达规律，试验采用Trizol法提取组织样RNA，RT-PCR扩增后克隆得到INSIG1基因序列并进行分析；采用实时荧光定量PCR法检测INSIG1 mRNA表达情况，并对结果进行比较分析。试验成功克隆了豫西脂尾羊INSIG1基因，其编码区长831 bp，编码276个氨基酸；基因的同源性分析表明，豫西脂尾羊INSIG1基因编码区与绵羊（XM_015095466.2）的亲缘关系相似性达99.64%，编码氨基酸序列的相似性达99.28%；蛋白理化性质分析表明，其分子质量为29.58 ku，理论等电点（pI）为9.07，属于稳定的碱性疏水性蛋白；跨膜结构、信号肽和亚细胞定位分析表明，该蛋白包含5个跨膜结构，没有信号肽，主要分布在细胞质；蛋白质三级结构预测发现，INSIG1蛋白结构含有6个α-螺旋和部分无规则卷曲；实时荧光定量PCR结果表明，INSIG1基因在肝脏中表达量最高，其次为肺脏、小肠和尾脂，肌肉中表达量最低。本研究完善了豫西脂尾羊的数据库，为INSIG1基因的功能及其在肉羊脂肪沉积过程中的作用机制提供了依据。     

固醇调控元件结合蛋白在胆固醇代谢中作用机制的研究进展

固醇调控元件结合蛋白(SREBPs)可以激活与乳脂合成密切相关的胆固醇等相关基因的表达。本文综述了SREBP在胆固醇代谢中的作用,初步构建了胆固醇-SREBP系统模型,以阐明细胞内胆固醇平衡调节的机理及其对乳脂合成代谢的意义。     

固醇调节元件结合蛋白在动物脂肪代谢中的研究进展

本文首先阐述固醇调节元件结合蛋白 (SREBPs)的结构、分类和基因定位 ,然后叙述SREBPs的组织表达差异性及其所引起的不同动物脂肪生成的组织差异性 ,最后叙述了SREBPs的调控机理并提出了尚待解决的问题     

肝脏脂质代谢关键转录因子研究进展

目前发现的与肝脏脂质代谢相关的转录因子主要包括过氧化物酶体增殖物激活受体(PPARs)、肝X受体(LXRs)和固醇调节元件结合蛋白(SREBPs)。这些转录因子通过对脂类代谢基因的调节,从而在维持机体的脂代谢平衡中起着重要作用。随着对转录因子的深入研究,以其为作用靶点的药物相继被开发出来,广泛应用于肥胖、高血脂、糖尿病等脂代谢障碍性疾病的防治,并表现出良好的临床效果和应用前景。论文通过综述肝脏脂质代谢关键转录因子的调控靶基因、调控机制和临床应用,旨在促进肝脏脂质代谢关键转录因子的进一步研究,以及临床新药的开发与应用。     

猪INSIG2基因的多态性及其对肉质性状的影响

试验以杜洛克猪、大白猪、大围子猪、沙子岭猪、桃源黑猪、五指山猪和杜长大商品猪为试验材料,通过测序和PCR-RFLP的方法对胰岛素诱导基因2(INSIG2)5'调控区域的多态性进行检测,并分析该基因对猪肉质性状的影响,结果表明:在该区域发现T-502C、G-460C和T-609C 3个突变位点,T-502C和G-460C所选所有品种都处于Hardy-Weinberg平衡状态,T-609C除了五指山猪外也都符合Hardy-Weinberg平衡,在肉质性状上,T-502C位点,TT型个体的系水力和嫩度显著高于CC型;G-460C位点,杂合子CG型在贮存损失上显著高于CC型和GG型,大理石纹GG型和CG型差异不显著但是都显著高于CC型,肉质色度方面GG型和CC型差异不显著但显著高于CG型;T-609C位点,TT型的贮存损失显著高于CT型,但和CC型差异不显著,嫩度CC型显著高于CT型和TT型,INSIG2基因可能是一个与猪肉系水力、嫩度和大理石纹相关的分子遗传标记。     

牦牛BMP2基因生物信息学与表达调控分析

旨在对牦牛BMP2基因编码区序列进行生物信息学分析和编码蛋白功能特征预测,探索其对毛囊发育调控机制。利用ProtParam、ProtScale、SwissModel等在线软件探索BMP2基因编码蛋白的性质与功能,利用MEGA 5.1软件对牦牛和其他物种的BMP2基因序列进行分析并构建系统发育树。结果表明,牦牛BMP2基因编码区长度1188 bp,编码氨基酸395个;牦牛BMP2基因编码的蛋白质分子式C_(1973)H_(3095)N_(581)O_(568)S_(16),相对分子质量44 555.79 Da,理论等电点数值8.96;编码蛋白的二三级结构主要由无规则卷曲(46.33%)和α-螺旋(31.9%)组成,同时包含5个潜在的糖基化位点和10个相互作用的蛋白,其中多个蛋白参与BMP2基因在毛囊发育周期的调控;序列分析发现,牦牛与黄牛、水牛的亲缘关系最近,与原鸡的亲缘关系最远。研究结果将为进一步探讨BMP2基因在牦牛毛囊发育中的作用提供理论依据。     

哺乳动物线粒体基因组转录及其调控机制

线粒体是真核细胞中广泛存在的具有独立基因组的细胞器,其主要功能是为细胞提供能量,同时也是物质代谢的重要场所。近年来,线粒体基因表达调控研究取得了许多重要成果,已经证实转录装置主要包括线粒体转录因子A、RNA聚合酶和线粒体转录因子B2。线粒体基因转录受核基因编码蛋白质和线粒体基因(mtDNA)转录元件共同调控,同时mtDNA也影响核基因表达。文章从mtDNA结构和转录过程,转录装置元件、转录终止因子家族、核受体激素及其功能等方面较为系统地论述了mtDNA转录调控的研究进展。     

昆虫双胸复合体(BX-C)基因研究进展

双胸复合体(BX-C)作为Hox基因簇的两个复合体之一,包括Ultrabithorax(Ubx)、abdominal-A(abd-A)、Abdominal-B(Abd-B)3个基因及其间的顺式调控区域,在动物躯体模式的发育过程中具有重要作用。昆虫双胸复合体基因主要规定其后胸及腹部形态的特异性,通过与其上、下游靶基因一起或以自身基因间的相互调控作用行使功能。本文以模式昆虫果蝇为主,结合家蚕、蝴蝶、赤拟谷盗等,对双胸复合体在昆虫体节规定、附件发育及内部器官分化等过程中的作用与基因间的相互调控关系进行了综述。