辛酸盐对奶牛乳腺上皮细胞脂肪酸摄取、转运和活化相关蛋白表达的影响

以体外培养的奶牛乳腺上皮细胞(DCMECs)为模型,研究辛酸钠对细胞脂肪酸摄取、转运和脂肪酸活化相关蛋白分化抗原簇36(CD36)、脂肪酸结合蛋白3(FABP3)、脂酰辅酶A合成酶长链家族成员1(ACSL1)、脂酰辅酶A合成酶短链家族成员2(ACSS2)表达的影响。采用q RT-PCR检测目的基因相对表达丰度;Western blot检测目的蛋白相对表达水平。结果显示,与对照组相比,0.5、1、2 mmol/l的辛酸钠对CD36和ACSL1的m RNA表达和蛋白表达无显著性影响(P0.05);但辛酸钠以浓度依赖的方式降低或显著降低FABP3和ACSS2的m RNA表达和蛋白表达(P0.05)。试验结果揭示辛酸钠对乳腺上皮细胞内脂肪酸转运和短链脂肪酸的活化具有一定的抑制作用。     

长链脂酰CoA合成酶(ACSL)的研究进展

长链脂酰CoA合成酶(long-chain acyl-CoA synthetase,ACSL)属于多基因家族编码的酶,在体内催化合成脂酰CoA是哺乳动物利用脂肪酸的第一步反应,因此ACSL在脂肪代谢中起着重要作用。作者从ACSL家族的命名和分类、ACSL基因表达对脂肪代谢的影响、不同ACSL对底物的选择性、转录调控因子对ACSL的调控及当前家畜ACSL的相关研究进展等方面进行了综述,并对今后ACSL研究的重点及意义进行了展望。     

ACSL4基因的功能及其研究进展

长链酯酰辅酶A合成酶(long-chain acyl-CoA synthetase , ACSLs)属于多基因家族编码的酶,是机体内脂肪代谢的关键酶,主要催化12～20个碳链长度的脂肪酸、三磷酸腺苷和辅酶A形成长链酰基辅酶A。ACSL4是ACSL家族中的一员,参与对花生四烯酸和二十碳五烯酸的调控。本文结合近年来对ACSL4基因作用的研究,就ACSL4在分子育种、癌症治疗、神经发育等方面的作用做出综述,并对今后ACSL4基因的研究工作进行了展望。     

麦洼牦牛XDH和BTN1A1基因哺乳期表达分析

为了鉴定牦牛乳脂肪滴形成和分泌相关的黄嘌呤脱氢酶(XDH)、嗜乳脂蛋白亚家族成员1(BTN1A1)基因全泌乳期的表达状况,产犊前15天和产犊后第1,15,30,60,120,240天采集5头麦洼牦牛乳腺组织样品,运用实时荧光定量PCR(RT-qPCR)技术分析XDH、BTN1A1基因全泌乳期表达变化以及它们与牦牛泌乳的关系。结果表明:牦牛乳腺BTN1A1基因在泌乳的第30天和第120天有2个表达峰,最大峰值出现在产犊后的第30天;XDH基因在泌乳的第30天出现峰值。XDH、BTN1A1基因在产犊后30～120 d的表达水平与产犊前15天相比差异显著或极显著(P<0.05或P<0.01),说明XDH、BTN1A1基因在牦牛产犊后30～120 d维持较高水平并稳定表达。     

奶水牛ACSL1基因组织表达分析及其对脂肪酸代谢相关基因表达的影响

本实验通过开展奶水牛长链脂酰辅酶A合成酶1(Long-chain fatty acyl-CoA 1,ACSL1)基因的编码区克隆、组织表达分析、过表达及干扰等实验,旨在探究该基因在乳腺上皮细胞中对脂肪酸代谢相关基因表达水平的影响。组织表达分析结果显示:ACSL1在水牛乳腺组织中的表达量最高,暗示该基因可能与泌乳期水牛乳脂合成有关。鉴于此,本实验成功克隆了水牛ACSL1基因完整的编码序列,由此构建了相应的过表达载体,并合成了干扰片段。水牛乳腺上皮细胞ACSL1超表达和干扰实验发现:与对照组(感染AdpcDNA3.1+)相比,实验组(感染Ad-ACSL1)CLIC1、ELOVL1和PNPLA2显著上升,ELOVL6表达量极显著上升,ACSL1、CPT1B、CPT1C和DDR1表达量极显著上升,FADS2差异不显著;与对照组(感染siRNA-NC)相比,实验组(感染siRNA-ACSL1)ELOVL1和FADS2表达量显著下降,ACSL1、CLIC1、CPT1C、ELOVL6、DDR1和PNPLA2表达量极显著下降,CPT1B差异不显著。这些结果说明ACSL1基因的过表达或干扰可能影响水牛乳腺上皮细胞中部分脂代谢相关基因的表达量变化,从而影响乳脂合成。     

牛乳腺脂肪合成关键酶基因在乳汁体细胞中的表达研究

为了阐明乳脂合成的影响因素及其内在分子机理,为反刍动物原料乳的优化,特别是为乳脂肪的营养调控和遗传改良提供理论依据。本试验以奶牛初乳、常乳和末乳中的乳汁体细胞为研究对象,以看家基因GAPDH为内参,对初乳、常乳和末乳中LPL、CD36、VLDLR、ACSS2、ACSL1、FABP3、ACC、FASN、SCD、ADFP、XDH和BTN1A1 mRNA进行半定量RT-PCR分析。结果发现,LPL、CD36、VLDLR、ACSS2、ACSL1、FABP3、SCD、AD-FP、XDH和BTN1A1 mRNA在初乳、常乳和末乳中均有表达,而ACC和FASNmRNA只在初乳中表达,常乳和末乳中均不表达;半定量结果表明,与初乳相比,常乳和末乳中LPL、CD36、VLDLR、ACSS2、ACSL1、FABP3、SCD、ADFP、XDH和BTN1A1 mRNA转录水平显著降低(P<0.05),且常乳与末乳间差异不显著(P>0.05)。研究结果提示初乳期乳腺脂肪合成能力明显高于常乳和末乳期乳腺,且脂肪合成关键酶基因的表达与细胞内脂转运和代谢的生理变化有关。     

ACSL1基因对绵羊脂肪代谢的影响

为了深入了解绵羊长链脂酰辅酶A合成酶1(long-chain fatty acyl-CoA 1,ACSL1)对脂肪代谢的调控机制,本研究利用脂质体介导转染ACSL1基因过表达载体及干扰载体到前体脂肪细胞中,经过G418筛选获得转基因细胞,利用荧光定量PCR检测绵羊ACSL1mRNA水平变化,结果发现过表达载体和RNA干涉载体Ⅰ可有效对ACSL1基因进行转录和调控。检测过表达、沉默ACSL1基因后以及未转染的细胞中甘油三酯含量的变化,结果 ACSL1基因过表达后可显著提高绵羊前脂肪细胞的甘油三酯的含量,抑制ACSL1表达后也显著降低了甘油三酯的含量;表明ACSL1基因可能在调节动物脂肪代谢中起关键作用。     

ACSL3基因研究现状

长链酰基辅酶A合成酶3(ACSL3)基因是长链酰基辅酶A合成酶(ACSLs)家族成员之一,ACSL3能促进卵磷脂的合成和细胞内脂滴形成,参与脂肪酸氧化和维持脂滴形成的两种代谢途径,ACSL3基因在脂肪酸代谢及癌症等疾病方面都发挥作用。目前,在国内关于ACSL3基因的研究相对较少。文章对国内外该基因的研究现状及牛ACSL3基因的研究进展进行综述,以期为后续对ACSL3基因分子机制的相关研究及育种工作提供参考。     

乙酸和β-羟丁酸对体外培养牛肝细胞脂代谢部分关键酶表达的影响

以体外原代培养的奶牛肝细胞为模型,添加不同浓度的乙酸（Aceticacid,AcOH）和β-羟丁酸（β-hydroxybu—tyrate,BHBA）共培养24h后,提取细胞总RNA。应用实时荧光定量PCR方法检测脂代谢关键酶长链脂酰辅酶A合成酶1（Long-chain acyl-CoA synthetase-1,ACSL1）、柠檬酸合成酶（Citrate synthase,CS）和乙酰辅酶A羧化酶α（Acetyl coenzyme A carboxylase α,ACCα）mRNA丰度的变化。结果显示,适当浓度的AcOH能够促进肝细胞脂肪酸活化及氧化途径关键酶ACSL1和CS的转录,而高浓度AcOH能够抑制脂肪酸从头合成途径关键酶ACCa的转录;高浓度BHBA能够抑制肝细胞ACSL1、CS和AcCα的转录。结果表明,血液中适当浓度的AcOH能够促进肝脏脂肪酸氧化并抑制脂肪酸从头合成,高浓度BHBA能够抑制肝脏脂氧化和合成,影响乳脂前体物的供应,进而影响乳脂合成。     

猪ACSL1基因的生物信息学及其与脂肪性状的关联研究

为了研究猪长链脂酰辅酶A合成酶1(ACSL1)基因在脂肪沉积中的作用,采用多种生物信息学软件和分子生物学方法,分析了猪ACSL1基因的理化性质、序列特征和蛋白结构,并且检测了猪ACSL1基因在皮杜长大杂交猪皮下和肌内脂肪高低组中的表达情况,以及其与二花脸猪皮下脂肪性状的关联。结果显示:猪ACSL1基因是一种稳定蛋白,其二级和三级结构以α-螺旋和不规则卷曲为主,存在1个跨膜结构域和真核长链脂肪酸辅酶A合成酶家族的保守结构域;ACSL1基因在皮杜长大杂交猪皮下和肌内脂肪高低组中的表达均没有显著差异(P>0.05);进一步检测发现ACSL1基因上游调控区c.-33A>G位点的二花脸猪AA基因型个体在活体肩胛后沿处、胸腰结合处、腰荐结合处和活体平均背膘厚度上均显著高于GG基因型个体(P<0.05)。提示:ACSL1基因可以显著影响二花脸猪的活体皮下脂肪沉积,结果可为ACSL1基因应用于猪脂肪性状的分子改良提供参考依据。     

牦牛的泌乳性能及提高产奶量的途径

分布于红原及其毗邻地区的牦牛具有较优良的产奶性能和乳质特性。该地区牦牛184天产奶量为211 30kg;乳脂率6 82%,乳蛋白5 60%,乳糖5 20%,均高于黑白花奶牛。暖季适当补饲可提高泌乳黑犏牛日产奶量0 77kg;冷季半舍饲+补饲可使泌乳黑犏牛全泌乳期产量平均提高1096kg,延长泌乳期109～137天。畜群结构调控和常规繁殖技术,可显著提高适龄母牛的群体比率和繁殖率,从而提高群体产奶水平。应用现代生物技术,有望解决牦牛种间杂交过程中存在的一些问题,如提高改良犏牛的繁殖成活率,扩大改良规模、实现改良犏牛繁殖改良犏牛等,可提高牦牛改良的经济效益。     

小尾寒羊前体脂肪细胞分化过程相关基因表达规律的研究

为了探究小尾寒羊脂肪细胞分化过程中相关基因的变化规律,试验采集2月龄小尾寒羊腹股沟白色脂肪组织,通过酶消化法体外分离小尾寒羊前体脂肪细胞。培养前体脂肪细胞布满细胞板后,分别用诱导Ⅰ液、诱导Ⅱ液对细胞进行诱导分化,使其成为成熟的脂肪细胞。利用油红O染色法验证成熟脂肪细胞并检测脂滴含量。分别在增殖期细胞增殖70%、90%及分化期诱导Ⅰ液处理48 h、诱导Ⅱ液处理48 h、完全培养液处理48 h时（2、4、6、8、10 d）提取细胞总RNA,反转录成cDNA。采用实时荧光定量PCR检测PPARγ、C/EBPα、LPL、SREBP1、KLF5、KLF6、FABP4、STAT5、ACSS2、IGF1、ADD1、FOXO1、ACACA、DGAT1、CPT1A基因的表达规律。结果表明,试验成功分离并诱导前体脂肪细胞变为成熟的脂肪细胞,细胞内部具有明显脂滴;实时荧光定量PCR结果表明,上述基因在细胞分化阶段具有明显波动,峰值出现的时间均不相同;C/EBPα、FOXO1基因表达峰值出现在第6天,可能在细胞分化早期发挥作用;PPARγ、LPL、SREBP1、KLF5、KLF6、FABP4、STAT5、ADD1、ACSS2基因表达峰值出现在第8天,但表达倍数与趋势均不相同;ACACA基因表达量出现上下波动;IGF1、DGAT1基因表达峰值出现在第10天;CPT1A基因表达量则一直下降;FABP4基因表达倍数显著高于其他基因。本研究全面检测了小尾寒羊前体脂肪细胞在分化过程中关键基因的表达规律,可为探究小尾寒羊脂肪分化过程分子机制、挖掘参与脂肪分化新的关键基因、提高小尾寒羊肌间脂肪含量等研究提供一定的理论参考。     

1／2野血初产牦母牛产奶性能测定

在半哺乳情况下，对３头１／２野血初产牦母牛进行了１８５天泌乳性能测定。结果；１／２野血初产牦母牛产奶２２７．５３ｋｇ，乳脂率６．６０％，比当地实初产家牦母牛奶量增加２３．６１ｋｇ，乳脂率提高０．３０％，折合４％标准乳量３２．８２ｋｇ。     

牦牛泌乳期垂体组织比较转录组学分析

试验旨在了解不同产奶量牦牛泌乳期垂体组织间的转录组差异,为进一步阐述牦牛垂体组织调控泌乳的机制提供参考。提取牦牛垂体组织总RNA,并应用RNA-Seq技术对高产奶量牦牛和低产奶量牦牛泌乳期间垂体组织转录组进行高通量测序及分析。结果显示,通过比较分析高产奶量牦牛和低产奶量牦牛垂体组织转录组数据,筛选出114个差异表达基因,其中55个表现为上调,59个表现为下调。进一步功能分析表明,这些差异基因涉及多种GO分类及KEGG通路,其中GO分析显示,差异基因与许多和氨基酸代谢相关的生物学过程存在紧密关联;KEGG通路分析显示,最为富集的是细胞黏附分子通路,且金黄色葡萄球菌感染和利什曼病等大量与免疫或疾病相关的通路也出现显著富集。本研究对比了高产奶量牦牛和低产奶量牦牛泌乳期垂体组织转录组数据,筛选并分析了相关差异表达基因,为提高牦牛产奶量的研究提供新的思路。     

麦洼牦牛全泌乳期乳中矿物质元素变化规律研究

为阐明牦牛乳中矿物质元素含量在全泌乳期的变化规律,试验采集了四川省龙日种畜场麦洼牦牛产犊当天到180 d（即0～180 d）内共12个时间点的乳样。采用微波消解法处理乳样,用电感耦合等离子体发射光谱仪（ICP-OES）测定牦牛乳中14种矿物质元素,分别为4种大量元素（钾（K）、钙（Ca）、镁（Mg）、磷（P））和10种微量元素（硼（B）、钡（Ba）、镉（Cd）、钴（Co）、铜（Cu）、钼（Mo）、镍（Ni）、钛（Ti）、锌（Zn）、锰（Mn））,并以牦牛产犊后30 d采集的乳样数据为基准进行统计分析。结果显示,麦洼牦牛初乳中K、Ca、Mg、P 4种大量元素含量较高。与30 d的常乳含量相比,K的含量在0 d时差异极显著（P＜0.01）,在120 d时差异显著（P＜0.05）;Ca的含量在5 d时差异显著（P＜0.05）;Mg的含量在180 d时差异显著（P＜0.05）;P的含量变化差异不显著（P＞0.05）。在0～180 d泌乳期内微量元素随泌乳期的变化也较明显,与30 d的常乳含量相比,Ba的含量在0和1 d时差异极显著（P＜0.01）,在2、3、4、5和180 d时差异显著（P＜0.05）;Mo、Ni、Zn的含量在180 d时差异显著（P＜0.05）;B、Cd、Cu、Ti、Mn的含量随泌乳期变化差异均不显著（P＞0.05）。综上所述,牦牛乳中K、Ca、Mg、Ba、Mo、Ni、Zn的含量随泌乳期的变化差异显著（P<0.05）,P、B、Cd、Cu、Ti、Mn的含量变化不显著（P>0.05）;整体上看,K、Mg、P、Ba、Zn的含量变化呈先降低后增加的趋势,而Ca的含量呈现出先增加后降低的趋势。     

Negative effects of long-term feeding of high-grain diets to lactating goats on milk fat production and composition by regulating gene expression and DNA methylation in the mammary gland

Background: It is well known that feeding a high concentrate(HC) diet to lactating ruminants likely induces subacute ruminal acidosis(SARA) and leads to a decrease in milk fat production. However, the effects of feeding a HC diet for long periods on milk fatty acids composition and the mechanism behind the decline of milk fat still remains poorly understood. The aim of this study was to investigate the impact of feeding a HC diet to lactating dairy goats on milk fat yield and fatty acids composition with an emphasis on the mechanisms underlying the milk fat depression. Seventeen mid-lactating dairy goats were randomly allocated to three groups. The control treatment was fed a low-concentrate diet(35% concentrate, n = 5, LC) and there were two high-concentrate treatments(65% concentrate, HC), one fed a high concentrate diet for a long period(19 wks, n = 7, HL); one fed a high concentrate diet for a short period of time(4 wk, n = 5, HS). Milk fat production and fatty acids profiles were measured. In order to investigate the mechanisms underlying the changes in milk fat production and composition,the gene expression involved in lipid metabolism and DNA methylation in the mammary gland were also analyzed.Results: Milk production was increased by feeding the HC diet in the HS and HL groups compared with the LC diet(P 0.01), while the percentage of milk fat was lower in the HL(P 0.05) but not in the HS group. The total amount of saturated fatty acids(SFA) in the milk was not changed by feeding the HC diet, whereas the levels of unsaturated fatty acids(UFA) and monounsaturated fatty acids(MUFA) were markedly decreased in the HL group compared with the LC group(P 0.05). Among these fatty acids, the concentrations of C15:0(P 0.01), C17:0(P 0.01), C17:1(P 0.01), C18:1 n-9 c(P 0.05), C18:3 n-3 r(P 0.01) and C20:0(P 0.01) were markedly lower in the HL group, and the concentrations of C20:0(P 0.05) and C18:3 n-3 r(P 0.01) were lower in the HS group compared with the LC group. However, the concentrations of C18:2 n-6 c(P 0.05) and C20:4 n-6(P 0.05) in the milk fat were higher in the HS group. Real-time PCR results showed that the m RNA expression of the genes involved in milk fat production in the mammary gland was generally decreased in the HL and HS groups compared with the LC group. Among these genes, ACSL1, ACSS1 2, ACACA, FAS, SCD, FADS2, and SREBP1 were downregulated in the mammary gland of the HL group(P 0.05), and the expressions of ACSS2, ACACA, and FADS2 m RNA were markedly decreased in the HS goats compared with the LC group(P 0.05). In contrast to the gene expression, the level of DNA methylation in the promoter regions of the ACACA and SCD genes was increased in the HL group compared with the LC group(P 0.05). The levels of ACSL1 protein expression and FAS enzyme activity were also decreased in the mammary gland of the HL compared with the LC group(P 0.05).Conclusions: Long-term feeding of a HC diet to lactating goats induced milk fat depression and FAs profile shift with lower MUFAs but higher SFAs. A general down-regulation of the gene expression involved in the milk fat production and a higher DNA methylation in the mammary gland may contribute to the decrease in milk fat production in goats fed a HC diet for long time periods.     

新疆帕米尔牦牛生产性能的试验研究

[目的]为了探讨新疆帕米尔牦牛的生长发育、繁育性能及泌乳性能等特性。[方法]选取新疆帕米尔母牦牛50 头,通过非配对法人工受孕,检测母牛受配率和受胎率等繁育性能指标,记录产奶量、乳脂指标等评价泌乳性能,并在犊牛初生后分别于第0、1、3、6、12、18及24月龄时测量体重、体尺、体斜长等生长指标。[结果]18月龄新疆帕米尔牦牛的体重达343 kg,显著高于同时期的其他市售牦牛,证明新疆帕米尔牦牛的生长性能良好;繁殖率在75%以上,受胎率在90%以上,发情期集中在8月,繁殖成活率在90%以上,犊牛断奶成活率高达98%,证明新疆帕米尔牦牛具有良好的繁育性能;牛乳的乳脂率和乳蛋白率都达到生乳食品安全国家标准,产奶量也属于同类中的偏上水平,表明新疆帕米尔牦牛具有优良的泌乳性能。[结论]新疆帕米尔牦牛具有生长发育快、生产性能好、经济价值高等优势,是一种乳肉役兼用型的地方优良牦牛品种。     

山羊ACSS2基因的克隆、序列分析及组织表达研究

本研究旨在对山羊乙酰辅酶A合成酶2（acetyl-CoA synthetase 2,ACSS2）基因进行克隆和生物信息学分析,并检测其在山羊不同泌乳时期乳腺组织中的表达量变化。以山羊乳腺组织RNA为模板,采用RT-PCR方法扩增并克隆山羊ACSS2基因完整CDS区序列,对测序结果进行生物信息学分析,并对ACSS2基因在山羊不同泌乳时期乳腺组织中的表达量进行分析。结果显示,山羊ACSS2基因CDS区序列长2 106 bp,编码701个氨基酸;山羊ACSS2基因与牛、马、人、犬、猪、小鼠和鸡的同源性分别为97.8%、92.0%、91.3%、91.3%、91.1%、88.1%和73.3%。蛋白理化性质分析结果表明,ACSS2蛋白分子质量为78.72 ku,理论等电点为6.03,属于酸性蛋白;跨膜结构和信号肽分析表明,ACSS2蛋白不含跨膜结构和信号肽;结构域分析表明,该蛋白含有1个乙酰辅酶A合成酶N端结构域。亚细胞定位分析结果表明,该蛋白主要分布在内质网（44.4%）、线粒体（33.3%）、细胞质（11.1%）和细胞核（11.1%）中。蛋白质结构预测发现ACSS2蛋白含有α-螺旋（29.10%）、延伸链（21.54%）、β-转角（9.84%）及无规则卷曲（39.52%）。实时荧光定量PCR分析结果表明,ACSS2基因在不同泌乳时期均有表达,其中在泌乳中期表达量最高,在干奶期表达量最低。本试验结果为进一步研究山羊ACSS2基因在脂质代谢过程中的功能及转录调控机制提供了参考。