乙酸对奶牛乳腺上皮细胞乳脂肪酸从头合成相关基因表达量的影响

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软脂酸对奶牛乳腺上皮细胞甘油三酯合成及脂代谢相关基因表达的影响

软脂酸对奶牛乳腺上皮细胞甘油三酯合成及脂代谢相关基因表达的影响

软脂酸对奶牛乳腺上皮细胞甘油三酯合成及脂代谢相关基因表达的影响刘莉莉;林叶;高学军;李庆章【期刊名称】《中国乳品工业》【年(卷),期】2013(041)012【摘要】以体外培养的奶牛乳腺上皮细胞为模型,研究软脂酸对细胞甘油三酯(Triacylglycerol,TAG)合成能力及脂代谢相关基因表达的影响.采用CASY细胞分析仪检测细胞活力和增殖能力,甘油三酯测试盒检测培养液中甘油三酯浓度;qRT-PCR检测目的基因相对表达丰度.结果显示:与对照组相比,200 μmol/L和250μmol/L的软脂酸能显著抑制细胞活力和增殖能力;50~150 μmol/L的软脂酸以浓度依赖方式显著增加培养液中甘油三酯的浓度;150 μmol/L的软脂酸使脂肪酸从头合成相关基因表达有下降趋势,但能不同程度地促进脂代谢其它相关基因的表达.本研究揭示软脂酸能促进乳腺上皮细胞甘油三酯合成,并对部分脂代谢相关基因转录有促进作用,但较高浓度的软脂酸能抑制细胞活力和增殖能力.【总页数】5页(P8-12)【作者】刘莉莉;林叶;高学军;李庆章【作者单位】东北农业大学乳品科学教育部重点实验室,哈尔滨150030;东北农业大学乳品科学教育部重点实验室,哈尔滨150030;东北农业大学乳品科学教育部重点实验室,哈尔滨150030;东北农业大学乳品科学教育部重点实验室,哈尔滨150030【正文语种】中文【中图分类】S823.9+1【相关文献】1.油酸对奶牛乳腺上皮细胞内甘油三酯含量和乳脂肪合成相关基因表达的影响 [J], 邢媛媛;李红磊;李大彪;胡红莲;张兴夫;高民2.干扰CREB基因对奶山羊乳腺上皮细胞脂质合成相关基因表达及甘油三酯合成的影响 [J], 马静; 姚大为; 杨春蕾; 李秋玲; 王添祯; 陈成彬; 宋文芹; 马毅3.通草提取物对奶牛乳腺上皮细胞乳糖合成及相关基因表达的影响 [J], 刘莉莉; 王博; 蒋倩倩4.干扰ELOVL6基因对奶牛乳腺上皮细胞脂代谢相关基因的表达及甘油三酯合成的影响 [J], 姚大为;赵淑颖;赵欣;杨春蕾;李玉鹏;丁向彬;马毅5.青蒿素对奶牛乳腺上皮细胞乳脂合成相关基因表达的影响 [J], 侯昆;李欣;沈义媛;詹经纬;牛慧;熊本海;童津津;蒋林树因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。

影响乳脂的原因

影响乳脂的原因

影响奶牛乳脂合成的因素分析文章来源:山东畜牧兽医更新时间:2011-3-7点击数:37 评论本文近二十年来,我国的奶牛业加速发展,牛奶的质量也越来越受到社会的广泛关注,原料奶以质论价已经成为乳品加工企业普遍的做法。

乳脂率偏低是经常出现的原料奶质量问题,奶农因此受到了较大的经济损失。

研究表明,乳脂率偏低受到多方面因素的影响,其中营养因素是主要的诱因。

本文对引起乳脂率降低的因素进行了分析,以使奶牛养殖者清楚其中的机理,更好的通过改善饲养管理避免发生乳脂率偏低的问题。

1乳脂脂肪酸的来源乳脂肪主要是甘油三酯,其中所有的中、短链脂肪酸是在乳腺中从头合成的,大部分长链脂肪酸来源于血液。

1.1脂肪酸的最初合成乳腺上皮细胞,主要以瘤胃发酵产生的乙酸和β-羟基丁酸为底物从头合成脂肪酸。

脂肪酸合成的最初4个C原子几乎有一半来自于β-羟基丁酸,另一半来自于乙酸合成。

牛乳中几乎从C4:0到C14:0的所有脂肪酸和大约50%的C16:0都是在乳腺最初合成。

1.2乳腺对血液脂肪酸的吸收正常饲养条件下,反刍动物血液三酰甘油主要为C16以上的长链脂肪酸,尤其是C16:0和C18:1,因此乳腺从血液吸收的也主要是这些脂肪酸,乳脂中一半左右的C16:0和其他碳原子数更多的长链脂肪酸均直接来自血脂。

而血脂来源于饲料脂肪的消化吸收和脂肪组织的动员。

饲料中脂肪酸主要被小肠黏膜上皮细胞合成的乳糜颗粒三酰甘油所结合。

脂肪组织动员产生的脂肪酸先与球蛋白结合,可供包括乳腺在内的许多组织利用。

据估计50%以上的乳脂源于血脂,Palmquist等估计来源于血脂的乳脂肪酸中88%源于饲料脂肪,12%来自于内源脂肪。

2影响乳脂合成的因素2.1遗传与生理因素不同奶牛品种的乳脂率有差别,如荷斯坦牛乳脂含量低,而娟姗牛、更赛牛乳脂含量高,这种差别主要是遗传因素造成的。

同品种奶牛,个体间存在乳脂率的差别,这种差别在一定程度上与遗传有关,因此可以通过育种提高牛群的乳脂率。

赖氨酸对奶牛乳腺上皮细胞内乳蛋白合成相关基因表达和蛋白磷酸化的影响

赖氨酸对奶牛乳腺上皮细胞内乳蛋白合成相关基因表达和蛋白磷酸化的影响

动物营养学报2018ꎬ30(8):3142 ̄3150ChineseJournalofAnimalNutrition㊀doi:10.3969/j.issn.1006 ̄267x.2018.08.032赖氨酸对奶牛乳腺上皮细胞内乳蛋白合成相关基因表达和蛋白磷酸化的影响陈㊀璐㊀赵艳丽㊀郭晓宇㊀史彬林㊀闫素梅∗(内蒙古农业大学动物科学学院ꎬ呼和浩特010018)摘㊀要:本试验旨在研究赖氨酸(Lys)对奶牛乳腺上皮细胞(BMECs)内乳蛋白合成相关基因表达和蛋白磷酸化的影响ꎬ深入探讨Lys对乳蛋白合成影响的机理ꎮ将第3代BMECs随机分为6组ꎬ各组培养基中Lys的浓度分别为0.5(对照)㊁1.0㊁2.0㊁4.0㊁8.0和16.0mmol/Lꎬ每组6个重复ꎮ37ħ㊁5%CO2培养48hꎬ之后采用化学发光法测定BMECs内三磷酸腺苷(ATP)的含量ꎬ采用实时荧光定量PCR法测定乳蛋白合成相关基因表达量以及采用蛋白质免疫印迹法测定乳蛋白合成相关蛋白的磷酸化水平ꎮ结果表明:随着Lys浓度的增加ꎬATP含量呈趋于显著的二次曲线升高(P=0.050)ꎻκ-酪蛋白(CSN3)(P=0.093)㊁哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mTOR)(P=0.005)㊁真核起始因子4E(eIF4E)(P=0.076)和磷酸腺苷活化的蛋白激酶α1(AMPKα1)基因表达量(P=0.045)呈显著或趋于显著的二次曲线变化ꎬ均为先升高后降低ꎻα-酪蛋白(CSN1S1)基因表达量(P=0.081)及mTOR(P=0.038)和p70核糖体蛋白S6激酶1(S6K1)磷酸化水平(P=0.022)呈显著或趋于显著的一次线性降低ꎻ磷酸腺苷活化的蛋白激酶(AMPK)的磷酸化水平呈显著的一次线性升高(P=0.014)ꎮ方差分析结果显示ꎬ添加Lys显著影响ATP含量㊁乳蛋白合成相关基因表达量及eIF4E磷酸化水平(P<0.05)ꎬ其中ꎬATP含量以2.0~16.0mmol/L组ꎬCSN1S1㊁β-酪蛋白(CSN2)㊁信号转导和转录激活因子5(STAT5)基因表达量以1.0~2.0mmol/L组ꎬmTOR基因表达量以1.0~8.0mmol/L组ꎬCSN3基因表达量以1.0~4.0mmol/L组ꎬ酪氨酸激酶2(JAK2)基因表达量以1.0~16.0mmol/L组ꎬS6K1基因表达量以2.0mmol/L组ꎬeIF4E基因表达量以2.0~8.0mmol/L组ꎬeIF4E磷酸化水平以2.0~4.0mmol/L组时促进效果较好ꎬ但16.0mmol/L组CSN1S1㊁CSN3㊁STAT5及mTOR基因表达量受到抑制ꎬ1.0~16.0mmol/L组真核起始因子4E结合蛋白1(4EBP1)基因表达量受到抑制ꎮ总之ꎬLys浓度为1.0~2.0mmol/L时ꎬ对BMECs内乳蛋白合成相关基因表达的促进效果较好ꎮ关键词:奶牛ꎻ乳腺上皮细胞ꎻ赖氨酸ꎻ乳蛋白中图分类号:S823㊀㊀㊀㊀文献标识码:A㊀㊀㊀㊀文章编号:1006 ̄267X(2018)08 ̄3142 ̄09收稿日期:2018-01-25基金项目:国家奶业 973计划 项目(2011CB1008003)作者简介:陈㊀璐(1990 )ꎬ女ꎬ山西襄汾人ꎬ硕士研究生ꎬ从事奶牛营养研究ꎮE ̄mail:1510560671@qq.com∗通信作者:闫素梅ꎬ教授ꎬ博士生导师ꎬE ̄mail:yansmimau@163.com㊀㊀乳蛋白是牛奶的主要成分ꎬ是评价牛奶质量的重要指标ꎮ氨基酸(aminoacidꎬAA)是合成乳蛋白的主要前体物ꎬ可以影响乳蛋白合成[1]ꎮ赖氨酸(lysineꎬLys)是乳蛋白合成主要的必需氨基酸(essentialaminoacidꎬEAA)ꎬ也是奶牛的限制性氨基酸ꎮ因此ꎬ深入研究Lys对乳蛋白合成的影响及机理ꎬ对调节乳腺内乳成分的合成和改善乳品质具有重要意义ꎮ李沐阳等[2]研究发现ꎬ玉米秸秆饲粮条件下奶牛阴外动脉灌注氨基酸能促进乳蛋白合成ꎮ王立娜[3]以奶牛乳腺上皮细胞(bo ̄8期陈㊀璐等:赖氨酸对奶牛乳腺上皮细胞内乳蛋白合成相关基因表达和蛋白磷酸化的影响vinemammaryepithelialcellsꎬBMECs)为模型在培养基中添加EAA发现ꎬ乳蛋白的合成量增加了ꎮGiallongo等[4]研究发现ꎬ奶牛灌注过瘤胃Lys后促进乳蛋白合成的同时ꎬ也改善了乳品质ꎮ可见ꎬLys在一定程度上影响了乳蛋白的合成ꎬ但前人的研究多集中在向奶牛体内灌注Lys影响乳蛋白合成的方面ꎬ对体外添加Lys影响乳蛋白合成及其机理方面的探索研究甚少ꎬ有必要对此进行深入试验研究ꎮ鉴于此ꎬ本研究以BMECs为模型ꎬ研究不同浓度Lys对乳蛋白合成相关基因表达和蛋白磷酸化的影响ꎬ为进一步探讨Lys对BMECs内乳蛋白合成的影响机理提供理论基础ꎮ1㊀材料与方法1.1㊀主要试剂与仪器㊀㊀Ⅱ型胶原酶㊁DMEM/F12培养基㊁胰岛素转铁蛋白硒钠㊁胎牛血清㊁0.25%胰蛋白酶/乙二胺四乙酸(EDTA)购自Gibco公司ꎻLys(货号L8662)㊁氢化可的松㊁表皮生长因子㊁催乳素㊁琼脂糖购自Sig ̄ma公司ꎻRNAisoPLUS㊁PrimeScriptRTMasterMix和SYBRPremixExTaqTMⅡ购自TaKaRa公司ꎻ兔抗哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mammaliantargetofrapamycinꎬmTOR)抗体(货号ab2732)㊁兔抗磷酸化mTOR抗体(货号ab84400)㊁兔抗真核起始因子4E(eukaryoticinitiationfactor4EꎬeIF4E)抗体(货号ab72116)㊁兔抗磷酸化eIF4E抗体(货号ab4774)㊁兔抗p70核糖体蛋白S6激酶1(riboso ̄malproteinS6kinase1ꎬS6K1)抗体(货号ab64804)㊁兔抗磷酸化S6K1抗体(货号ab126818)㊁兔抗真核起始因子4E结合蛋白1(eu ̄karyoticinitiation4Ebindingprotein1ꎬ4EBP1)抗体(货号ab2606)㊁兔抗磷酸化4EBP1抗体(货号ab75767)购自Abcam公司ꎻ兔抗磷酸腺苷活化的蛋白激酶α1(adenosine5  ̄mono ̄phpsphate ̄activeproteinkinaseꎬAMPKα1)抗体(货号YT0216)和兔抗磷酸化AMPKα1抗体(货号YP0575)购自Im ̄munoway公司ꎻ一抗稀释液㊁二抗稀释液㊁十二烷基四乙酸二钠(SDS)-聚丙烯酰胺凝胶电泳(PAGE)电泳液㊁转膜液㊁ECL化学超敏显色液购自北京碧云天公司ꎻ辣根过氧化物酶(HRP)标记山羊抗兔二抗(货号04-15-06)购自KPL公司ꎮ主要仪器:全自动酶标仪(SynergyH4ꎬ美国BioTek)㊁实时荧光定量PCR仪(ABI-7500ꎬ美国ABI)㊁电泳仪㊁转膜仪㊁蛋白成像系统(美国BIO ̄RAD)ꎮ1.2㊀原代BMECs的体外培养与试验设计㊀㊀在内蒙古自治区呼和浩特市北亚清真屠宰场选取3头3~5岁经产的健康泌乳中期的高产荷斯坦奶牛乳腺组织ꎬ参考Sheng等[5]采用的胶原酶消化法获得和培养BMECsꎬ当原代细胞贴壁率达到80%~90%后ꎬ用0.25%胰蛋白酶/EDTA对细胞进行纯化和传代ꎮ将第3代BMECs按照试验要求的细胞密度接种于不同细胞培养板上ꎬ于37㊁5%CO2条件下培养24hꎮ当细胞贴壁率达到80%~90%时ꎬ换为饥饿培养基ꎬ培养12h后ꎬ采用单因素完全随机试验设计ꎬ将细胞分为6组ꎬ在每组中加入不同浓度的Lys工作液ꎬ使反应体系中Lys终浓度分别为0.5(对照)㊁1.0㊁2.0㊁4.0㊁8.0和16.0mmol/Lꎬ每组6个重复ꎬ培养48hꎮDMEM/F12培养基中Lys的浓度为0.5mmol/LꎬLys的浓度参考高海娜[6]和李喜艳[7]的研究结果ꎬ并通过测定细胞相对增殖率[相对增殖率(%)=(试验组OD490nm/对照组OD490nm)ˑ100]确定ꎮ1.3㊀测试指标与方法㊀㊀BMECs内ATP的含量采用化学发光法测定ꎮ将细胞以5ˑ105个/孔的密度接种于6孔培养板上ꎬ按试验设计培养结束后ꎬ弃上清ꎬ每孔加入200μL裂解液ꎬ待细胞充分裂解后ꎬ收集细胞悬液ꎬ4ħ㊁15455ˑg离心5minꎬ取上清ꎬ立即根据ATP检测试剂盒说明书的方法进行测定ꎬ即用ATP检测裂解液将ATP标准溶液稀释为0.01㊁0.03㊁0.10㊁0.30㊁1.00㊁3.00和10.00μmol/L6个浓度ꎻ然后ꎬ用ATP检测试剂稀释液将ATP检测试剂按1ʒ9的比例稀释成ATP检测工作液ꎻ最后ꎬ在每个检测孔内加入100μLATP检测工作液ꎬ室温静置3~5minꎬ再向每孔内加入20μL样品ꎬ迅速混匀后用全自动酶标仪测定Lum值ꎬ再根据标准曲线计算出样品ATP浓度ꎬ用二辛可酸(BCA)蛋白质浓度试剂盒测样品中蛋白质浓度ꎬ将ATP浓度换算成nmol/mgprot形式ꎮ㊀㊀BMECs内总RNA按照Trizol法提取ꎮ将细胞以5ˑ105个/孔的密度接种于6孔培养板ꎬ按试验设计培养结束后ꎬ用酶标仪检测总RNA的纯度与浓度ꎬOD260nm/OD280nm在1.8~2.2表示提取的RNA纯度较好ꎮ总RNA完整性用2%琼脂糖凝胶电泳检测ꎮ将总RNA反转录成cDNAꎬ采用3413㊀动㊀物㊀营㊀养㊀学㊀报30卷PrimeScriptRTMasterMix试剂盒的方法进行ꎬ反转录体系为10μLꎮ基因表达量采用SYBRPremixExTaqTMⅡ试剂盒的方法进行测定ꎬ反应体系为20μLꎮ以磷酸甘油醛脱氢酶(glyceralde ̄hyde ̄3 ̄phosphatedehydrogenaseꎬGAPDH)为管家基因ꎬ对乳蛋白合成相关基因[α-酪蛋白(αs1 ̄ca ̄seinꎬCSN1S1)㊁β-酪蛋白(β ̄caseinꎬCSN2)㊁κ-酪蛋白(κ ̄caseinꎬCSN3)㊁酪氨酸激酶2(Januskinase2ꎬJAK2)㊁信号转导和转录激活因子5(signaltransducerandactivatoroftranscription5ꎬSTAT5)㊁mTOR㊁S6K1㊁4EBP1㊁eIF4E和AMPKα1]的表达量进行测定ꎬ其引物序列见表1ꎮ实时荧光定量PCR的反应程序为:95.0ħ预变性30sꎻ95.0ħ变性5sꎬ60ħ退火34sꎬ72ħ延伸20sꎬ进行40个循环反应ꎻ95ħ㊁5sꎬ60ħ㊁30sꎬ95ħ㊁15sꎬ51个循环ꎬ绘制熔解曲线ꎮ基因的表达量采用2-әәCt法计算ꎮ表1 乳蛋白合成相关基因的引物Table1㊀Primersofgenesinvolvedinmilkproteinsynthesis基因GenesGenBank登录号GenBankaccessionNo.引物序列Primersequences(5' 3')长度Length/bp来源Source磷酸甘油醛脱氢酶GAPDHXM_001252479F:GGGTCATCATCTCTGCACCTR:GGTCATAAGTCCCTCCACGA177Sheng等[5]α-酪蛋白CSN1S1NM_181029F:ACATCCTATCAAGCACCAAGGACTCR:GACGAAATGCTTTCAGCTTCCA192自行设计β-酪蛋白CSN2M-64755.1F:TCTGCCTCTGCTCCAGTCTTR:AGGAGGGGGCATTCACTTT116自行设计κ-酪蛋白CSN3NM_174294F:CCAGGAGCAAAACCAAGAACR:TGCAACTGGTTTCTGTTGGT148Sheng等[5]哺乳动物雷帕霉素靶蛋白mTORXM_001788228F:TGAACTGGAGGCTGATGGACACR:TGACTGGCCAGCAGAGTAGGAA83Sheng等[5]真核起始因子4E结合蛋白14EBP1BC120290F:GGCAGGCGGTGAAGAGTCR:CCTGGGCTGCGGGAT302Sheng等[5]p70核糖体蛋白S6激酶1S6K1DN544771F:CAAGCTTGCATGCTAATTTGTCCR:TTGAGTCCTGATCATGTCGAAGA101Sheng等[5]信号转导和转录激活因子5STAT5NM_001012673F:AAGACCCAGACCAAGTTCGCR:AGCACCGTGGCAGTAGCAT422自行设计酪氨酸激酶2JAK2DT897449F:TGAAGAAAACAGGTAATCAGACTGGAR:AACATTTTCTCGCTCAACAGCA101Sheng等[5]真核起始因子4EeIF4ENM_174310.3F:GAAGACTTTTGGGCTCTGTACR:CAGCTCCACATACATCATCAC82Sheng等[8]磷酸腺苷活化的蛋白激酶α1AMPKα1NM_001109802F:ACCATTCTTGGTTGCTGAAACTCR:CACCTTGGTGTTTGGATTTCTG80自行设计㊀㊀BMECs内乳蛋白合成相关的蛋白磷酸化水平采用蛋白质免疫印迹法测定ꎮ将细胞以5ˑ106个/瓶的密度接种于25cm2细胞培养瓶中ꎬ按试验设计培养结束后ꎬ弃掉上清ꎬ用磷酸盐缓冲液(PBS)清洗细胞2遍ꎬ每瓶加入250μL含0.1%苯甲基磺酰氟化物(PMSF)的放射免疫沉淀测定(RIPA)细胞裂解液ꎬ4ħ裂解5min后刮下细胞ꎬ收集细胞悬液ꎬ4ħ㊁15455ˑg离心10minꎬ取上清用于检测蛋白磷酸化水平ꎮ取适量样品用BCA法测定总蛋白质浓度ꎬ随后分别向60μg的每种样品中添加5ˑ蛋白上样缓冲液ꎬ按照4ʒ1的质量体积比混合ꎬ100ħ加热5min使蛋白质热变性ꎬ然后按照蛋白质免疫印迹法的步骤进行电泳㊁转膜ꎻ将转膜后的醋酸纤维素(PVDF)膜分别与用一抗稀释液稀释500倍的一抗结合ꎬ于4ħ孵育过夜ꎬ随后使其分别与用二抗稀释液稀释1000倍的山羊抗兔二抗结合ꎬ室温摇床孵育1hꎻ最后用ECL化学超敏显色液进行显色ꎬ在蛋白成像系统上照44138期陈㊀璐等:赖氨酸对奶牛乳腺上皮细胞内乳蛋白合成相关基因表达和蛋白磷酸化的影响相分析ꎮ图片用Quantityone软件进行灰度值分析ꎬ各蛋白磷酸化水平数据采用各试验组与对照组相比的方法表示ꎮ1.4㊀数据统计分析㊀㊀数据采用SAS9.0软件的方差分析程序(ANOVA)进行显著性检验ꎬ同时用回归统计程序进行一次线性与二次曲线回归分析ꎬP<0.05表示组间的差异或回归关系显著ꎬ0.05ɤP<0.10表示组间的差异或回归关系趋于显著ꎬPȡ0.10表示组间的差异或回归关系不显著ꎮ2㊀结㊀果2.1㊀Lys对BMECs内ATP含量及乳蛋白合成相关基因表达的影响㊀㊀由表2可知ꎬBMECs内RGR呈显著的一次线性下降(P<0.001)ꎬ并且4.0~16.0mmol/L组的RGR显著低于对照组和1.0~2.0mmol/L组(P<0.05)ꎻATP含量以2.0~16.0mmol/L组显著高于对照组(P<0.05)ꎬ2.0mmol/L组最高ꎬ回归分析结果显示ꎬ随着Lys浓度的增加ꎬATP含量呈趋于显著的二次曲线升高(P=0.050)ꎮ随着Lys浓度的增加ꎬCSN1S1基因表达量呈趋于显著的一次线性降低(P=0.081)ꎻ以1.0~2.0mmol/L组显著高于其他组(P<0.05)ꎬ尤以2.0mmol/L组最高ꎬ但4.0~16.0mmol/L组显著低于对照组和1.0~2.0mmol/L组(P<0.05)ꎮ1.0~2.0mmol/L组的CSN2和STAT5基因表达量显著高于其他组(P<0.05)ꎬ以2.0mmol/L组最高ꎬ但CSN2以8.0mmol/L组最低ꎬSTAT5以4.0~16.0mmol/L组显著低于对照组(P<0.05)ꎻ1.0~16.0mmol/L组的JAK2基因表达量显著高于对照组(P<0.05)ꎮCSN3(P=0.093)㊁mTOR(P=0.005)㊁eIF4E(P=0.076)和AMPKα1基因表达量(P=0.045)随着Lys浓度的增加呈显著或趋于显著的二次曲线变化ꎬ均为先升高后降低ꎮCSN3基因表达量以1.0~4.0mmol/L组显著高于其他组ꎬ但8.0~16.0mmol/L组显著低于对照组(P<0.05)ꎬmTOR基因表达量以对照组和1.0~8.0mmol/L组显著高于16.0mmol/L组(P<0.05)ꎬeIF4E基因表达量以2.0~8.0mmol/L组显著高于其他各组(P<0.05)ꎬAMPKα1基因表达量以1.0~8.0mmol/L组显著高于其他组(P<0.05)ꎮ2.0mmol/L组的S6K1基因表达量最高ꎬ显著高于对照组(P<0.05)ꎬ以16.0mmol/L组最低ꎮ对于4EBP1的基因表达量ꎬ1.0~16.0mmol/L组较对照组显著降低(P<0.05)ꎮ表2㊀Lys对BMECs内ATP含量和乳蛋白合成相关基因表达量的影响Table2㊀EffectsofLysonATPcontentandtheexpressionlevelsofgenesinvolvedinmilkproteinsynthesisinBMECs项目ItemsLys浓度Lysconcentration/(mmol/L)0.51.02.04.08.016.0SEM方差分析P值P ̄valueforANOVAP值P ̄value一次Linear二次Quadratic相对增殖率RGR/%100.0a103.9a102.3a95.3b83.7c69.3d1.270<0.001<0.0010.004三磷酸腺ATP/(ng/mgprot)26.49b32.70ab43.12a37.45a42.35a38.09a3.2240.0360.1820.050α-酪蛋白CSN1S11.00c1.52b1.66a0.71d0.45e0.38e0.042<0.0010.0810.181β-酪蛋白CSN21.00c1.89b2.08a1.04c0.99c1.06c0.056<0.0010.3690.645κ-酪蛋白CSN31.00b1.14a1.13a1.12a0.84c0.62d0.033<0.0010.1780.093信号转导和转录激活因子5STAT51.00c1.46b1.77a0.67d0.42e0.39e0.051<0.0010.1030.230酪氨酸激酶2JAK21.00d1.65c1.94bc2.37a2.26ab1.86c0.129<0.0010.4890.141真核起始因子4EeIF4E1.00c1.01c1.29b1.22b2.36a0.44d0.065<0.0010.6520.0765413㊀动㊀物㊀营㊀养㊀学㊀报30卷续表2项目ItemsLys浓度Lysconcentration/(mmol/L)0.51.02.04.08.016.0SEM方差分析P值P ̄valueforANOVAP值P ̄value一次Linear二次Quadratic真核起始因子4E结合蛋白14EBP11.00a0.58c0.75b0.58c0.85b0.71bc0.042<0.0010.9880.998哺乳动物雷帕霉素靶蛋白mTOR1.00a1.06a1.04a1.00a0.98a0.71b0.0650.0070.0060.005p70核糖体蛋白S6激酶1S6K11.00b1.09ab1.28a1.10ab1.07b0.93b0.0600.0050.2420.427磷酸腺苷活化的蛋白激酶α1AMPKα11.00e1.24d1.54c2.00a1.77b0.85e0.071<0.0010.6120.045㊀㊀SEM表示平均值的标准误ꎮ同行数据相同或无字母肩标表示差异不显著(P>0.05)ꎬ不同字母肩标表示差异显著(P<0.05)ꎮP<0.05表示回归关系显著ꎻ0.05ɤP<0.10表示回归关系趋于显著ꎻPȡ0.10表示回归关系不显著ꎮ下表同ꎮ㊀㊀SEMmeansstandarderrorofthemean.Valuesofthesamerowwiththesameornolettersuperscriptsmeannosignificantdifference(P>0.05)ꎬwhilewithdifferentlettersuperscriptsmeansignificantdifference(P<0.05).P<0.05meanssignificantre ̄gression.0.05ɤP<0.10meansthattheregressiontendstobesignificant.Pȡ0.10meansnosignificantregression.Thesameasbelow.2.2㊀Lys对乳蛋白合成相关蛋白磷酸化的影响㊀㊀由表3和图1可知ꎬ随着Lys浓度的增加ꎬmTOR(P=0.038)和S6K1磷酸化水平(P=0.022)呈显著的一次线性降低ꎮeIF4E的磷酸化水平以2.0~4.0mmol/L组较高ꎬ显著高于其他各组(P<0.05)ꎬ但16.0mmol/L组与对照组相比差异不显著(P>0.05)ꎮ磷酸腺苷活化的蛋白激酶(AMPK)的磷酸化水平随着Lys浓度的增加呈显著的一次线性升高(P=0.014)ꎮ表3㊀Lys对BMECs内乳蛋白合成相关蛋白磷酸化水平的影响Table3㊀EffectsofLysonphosphorylationlevelsofproteinsinvolvedinmilkproteinsynthesisinBMECs项目ItemsLys浓度Lysconcentration/(mmol/L)0.51.02.04.08.016.0SEM方差分析P值P ̄valueforANOVAP值P ̄value一次Linear二次Quadratic哺乳动物雷帕霉素靶蛋白mTOR(Ser2448)1.001.271.231.081.070.770.1410.1970.0380.159真核起始因子4E结合蛋白14EBP1(Thr37)1.001.020.990.870.950.910.1060.8410.4290.683真核起始因子4EeIF4E(Ser209)1.00c1.18b1.30a1.26a1.15b1.06c0.022<0.0010.5680.544p70核糖体蛋白S6激酶1S6K1(Thr389)1.001.031.101.050.980.830.0950.1250.0220.049磷酸腺苷活化的蛋白激酶AMPK(Thr172)1.000.760.751.151.201.550.3380.6260.0140.078㊀㊀括号内为磷酸化位点ꎮPhosphorylationsitswereshowedinparentheses.3㊀讨㊀论㊀㊀酪蛋白在牛乳蛋白中大约占80%ꎬ它主要包括CSN1S1㊁αs2-酪蛋白(αs2 ̄caseinꎬCSN1S2)㊁CSN2和CSN3ꎬ尤以CSN1S1和CSN2的含量较高ꎬ分别为40%和25%左右[9]ꎮCSN1S1㊁CSN2和CSN3是反映乳蛋白合成的3个主要基因ꎬ其表达量会影响BMECs内乳蛋白的合成ꎮNan等[10]研64138期陈㊀璐等:赖氨酸对奶牛乳腺上皮细胞内乳蛋白合成相关基因表达和蛋白磷酸化的影响究发现ꎬ与0mmol/L的Lys组相比ꎬ1.2mmol/L的Lys组显著的上调了BMECs内CSN1S1㊁CSN2和CSN3基因的表达ꎮ本研究结果得出ꎬLys显著促进了CSN1S1㊁CSN2和CSN3基因表达ꎬ均以1.0~2.0mmol/L组促进效果较好ꎬ且Lys对CSN3和CSN1S1基因表达的促进效果呈剂量依赖关系ꎬ高剂量的16.0mmol/L组显著抑制其表达ꎮ㊀㊀括号内为磷酸化位点ꎮPhosphorylationsitswereshowedinparentheses.图1㊀Lys对BMECs内mTOR信号通路磷酸化水平的影响Fig.1㊀EffectsofLysonphosphorylationofmTORsignalingpathwayinBMECs㊀㊀酪氨酸激酶(JAK)/信号转导和转录激活因子(STAT)和mTOR信号通路是调控蛋白质合成的2条重要通路[11-12]ꎮJAK/STAT信号通路中ꎬ对乳蛋白合成调控的研究主要集中在JAK2/STAT5信号通路上ꎮLiu等[13]研究指出ꎬ添加Lys可显著提高BMECs内STAT5基因表达量ꎬ然而STAT5沉默后CSN2基因表达量下降ꎬ过表达后上调其表达ꎬ说明Lys可能通过JAK2/STAT5信号通路影响乳蛋白的合成ꎮ本研究发现ꎬLys可显著促进STAT5和JAK2基因表达ꎬSTAT5以2.0mmol/L组促进效果最好ꎬ但高剂量4.0~16.0mmol/L组显著抑制其表达ꎬ与Lys对酪蛋白基因表达的作用效果相似ꎬ进一步验证了Lys可能通过JAK2/STAT5信号通路促进乳蛋白的合成ꎮ㊀㊀mTOR信号通路在蛋白质翻译水平上调控乳蛋白合成[12]ꎮ4EBP1和S6K1是mTOR信号通路下游的2个关键元件ꎬ当mTOR被上游信号激活后会通过调节S6K1和4EBP1这2条下游通路来调控动物机体内蛋白质的翻译ꎻ然而4EBP1和elF4E的结合会抑制蛋白质翻译ꎬ当mTOR激活4EBP1磷酸化后ꎬ磷酸化的4EBP1与elF4E脱离ꎬ降低了对蛋白质翻译的抑制ꎬ促进蛋白质的合成ꎮ本研究发现ꎬ适宜浓度的Lys促进了mTOR㊁S6K1基因表达和eIF4E基因表达及磷酸化ꎬ但8.0~16.0mmol/L组其促进作用减弱或具有抑制作用ꎮLys浓度的增加抑制了4EBP1的基因表达ꎬ而对其磷酸化水平无显著影响ꎮ毕微微[14]研究发现ꎬ添加Lys上调了BMECs内mTOR信号通路中与乳蛋白翻译相关的mTOR和S6K1基因表达ꎬ但下调了4EBP1基因的表达ꎬ与本研究的结果相似ꎮ这些研究结果提示Lys可能通过促进mTOR信号通路相关基因表达和磷酸化剂量依赖性地影响乳蛋白合成基因的表达ꎮ㊀㊀氨基酸和ATP是蛋白质合成过程中非常重要的2个因素ꎬ二者的供给直接影响乳品质的高低ꎮ乳腺合成和分泌乳蛋白时需要大量的能量ꎬ大约会消耗掉BMECs内约50%的ATP[15]ꎮAMPK是细胞内主要的能量感受器ꎬ参与多种代谢信号通路ꎬ调节机体代谢和能量的供需平衡[16]ꎮAMPK还是mTOR信号通路的上游调控元件ꎬ负调控mTOR介导的下游信号通路[17]ꎮ当细胞内ATP/7413㊀动㊀物㊀营㊀养㊀学㊀报30卷一磷酸腺苷(AMP)降低或营养物质缺乏会激活AMPKꎬ从而增加ATP的分解和减少ATP的合成[18-19]ꎮ因此ꎬAMPK可以通过mTOR信号通路从蛋白质翻译水平来调控乳蛋白的合成ꎮ王珊珊[20]研究表明ꎬ随着氨基酸浓度的下降细胞内营养物质和能量水平也下降了ꎬ进而激活AMPKꎬ抑制mTOR㊁S6K1和4EBP1的磷酸化ꎬ减少乳蛋白的合成ꎮ本研究发现ꎬ添加一定浓度的Lys在提高mTOR基因表达量及ATP含量的同时ꎬ也促进了AMPKα1基因表达ꎬ但高剂量的16.0mmol/L组反而显著降低了mTOR和AMPKα1基因的表达量ꎬ与前人的研究结果不尽一致ꎬ造成这些结果差异的原因尚不清楚ꎬ需要进一步探讨ꎮ㊀㊀本研究结果也得出ꎬLys浓度与ATP含量ꎬCSN1S1㊁CSN3㊁mTOR㊁eIF4E和AMPKα1的基因表达量以及mTOR㊁S6K1和AMPK的磷酸化水平存在显著或趋于显著的剂量依赖关系ꎬATP含量以2.0~16.0mmol/L组ꎬCSN1S1㊁CSN2㊁STAT5基因表达量以1.0~2.0mmol/L组ꎬmTOR基因表达量以1.0~8.0mmol/L组ꎬCSN3基因表达量以1.0~4.0mmol/L组ꎬJAK2基因表达量以1.0~16.0mmol/L组ꎬS6K1基因表达量以2.0mmol/L组ꎬeIF4E基因表达量以2.0~8.0mmol/L组ꎬeIF4E磷酸化水平以2.0~4.0mmol/L组时促进效果较好ꎻ但16.0mmol/L组的调节作用减弱或呈相反的变化趋势ꎮ李喜艳[7]研究发现ꎬ虽然提高了BMECs培养基中个别氨基酸的添加量ꎬ但是会导致氨基酸配比不平衡进而严重影响乳蛋白的合成ꎬ因此ꎬ高剂量Lys会抑制乳蛋白合成相关基因表达可能与氨基酸配比不平衡有关ꎮ此外ꎬMerci ̄er等[21]的研究指出ꎬBMECs的数量在某种程度上可能决定了乳蛋白的合成量ꎬ同时ꎬ高海娜等[22]研究也发现ꎬ添加0.5~2.0mmol/LLys促进BMECs增殖ꎬ但高剂量会抑制其增殖ꎬ与本研究适宜浓度Lys促进细胞增殖ꎬ而高剂量抑制其增殖的结果相似ꎬ进一步解释了高剂量Lys会抑制乳蛋白合成相关基因表达ꎮ因此ꎬLys浓度为1.0~2.0mmol/L时ꎬ对BMECs内乳蛋白合成相关基因表达的促进效果较好ꎮ㊀㊀Brazil等[23]指出ꎬ磷脂酰肌醇-3-激酶(PI3K)/蛋白激酶B(Akt)/mTOR信号通路是调控mTOR信号通路非常重要的上游调控通路ꎬ对mTOR信号通路起正调控作用ꎮ还有研究指出ꎬAkt可能通过结节性硬化症复合物1(TSC1)/结节性硬化症复合物2(TSC2)间接地调控mTOR信号通路[24]ꎮ这些结果说明ꎬLys可能是通过PI3K/Akt/mTOR信号通路调控mTOR通路进而促进乳蛋白合成相关基因的表达ꎬ但本试验并未对PI3K/Akt/mTOR信号通路进行研究ꎬ具体调控机理尚不清楚ꎬ需要进一步研究ꎮ4㊀结㊀论㊀㊀Lys对BMECs内乳蛋白合成相关基因表达的促进效果呈剂量依赖关系ꎬ以浓度为1.0~2.0mmol/L时较好ꎬ高浓度(16.0mmol/L)Lys抑制乳蛋白合成相关基因的表达ꎬLys可能通过JAK2/STAT5和mTOR信号通路促进乳蛋白合成相关基因的表达ꎮ参考文献:[1]㊀MAXINGꎬRULQUINHꎬGLASSERF.Responseofmilkfatconcentrationandyieldtonutrientsupplyindairycows[J].Animalꎬ2011ꎬ5(8):1299-1310. [2]㊀李沐阳ꎬ闫素梅ꎬ韩慧娜ꎬ等.玉米秸秆饲粮条件下阴外动脉灌注氨基酸混合物对奶牛乳腺内短链脂肪酸摄取规律的影响[J].动物营养学报ꎬ2017ꎬ29(6):2134-2142.[3]㊀王立娜.氨基酸与STAT5A基因互作对奶牛乳腺上皮细胞泌乳的调节作用及机理[D].博士学位论文.哈尔滨:东北农业大学ꎬ2014.[4]㊀GIALLONGOFꎬHARPERMTꎬOHJꎬetal.Effectsofrumen ̄protectedmethionineꎬlysineꎬandhistidineonlactationperformanceofdairycows[J].JournalofDairyScienceꎬ2016ꎬ99(6):4437-4452. [5]㊀SHENGRꎬYANSMꎬQILZꎬetal.Effectoftherati ̄osofacetateandβ ̄hydroxybutyrateontheexpressionofmilkfat ̄andprotein ̄relatedgenesinbovinemam ̄maryepithelialcells[J].CzechJournalofAnimalSci ̄enceꎬ2015ꎬ60(12):531-541.[6]㊀高海娜.亮氨酸㊁组氨酸㊁赖氨酸和蛋氨酸对奶牛乳腺上皮细胞中酪蛋白合成的影响及调控机理研究[D].硕士学位论文.兰州:甘肃农业大学ꎬ2016. [7]㊀李喜艳.奶牛乳腺上皮细胞中赖氨酸蛋氨酸配比模式对酪蛋白合成的影响及机理研究[D].硕士学位论文.北京:中国农业科学院ꎬ2011.[8]㊀SHENGRꎬYANSMꎬQILZꎬetal.Effectoftherati ̄osofunsaturatedfattyacidsontheexpressionsofgenesrelatedtofatandproteininthebovinemamma ̄84138期陈㊀璐等:赖氨酸对奶牛乳腺上皮细胞内乳蛋白合成相关基因表达和蛋白磷酸化的影响ryepithelialcells[J].InVitroCellular&Developmen ̄talBiology:Animalꎬ2015ꎬ51(4):381-389. [9]㊀FARRELLHMꎬJIMENEZ ̄FLORESRꎬBLECKGTꎬetal.Nomenclatureoftheproteinsofcows milk ̄sixthrevision[J].JournalofDairyScienceꎬ2004ꎬ87(6):1641-1674.[10]㊀NANXMꎬBUDPꎬLIXYꎬetal.RatiooflysinetomethioninealtersexpressionofgenesinvolvedinmilkproteintranscriptionandtranslationandmTORphos ̄phorylationinbovinemammarycells[J].Physiologi ̄calGenomicsꎬ2014ꎬ46(7):268-275.[11]㊀BROCKMANJLꎬSCHROEDERMDꎬSCHULERLA.PRLactivatesthecyclinD1promoterviatheJak2/Statpathway[J].MolecularEndocrinologyꎬ2002ꎬ16(4):774-784.[12]㊀RIUSAGꎬAPPUHAMYJADRNꎬCYRIACJꎬetal.Regulationofproteinsynthesisinmammaryglandsoflactatingdairycowsbystarchandaminoacids[J].JournalofDairyScienceꎬ2010ꎬ93(7):3114-3127. [13]㊀LIUXFꎬLIMꎬLIQZꎬetal.STAT5aincreaseslacta ̄tionofdairycowmammaryglandepithelialcellscul ̄turedinvitro[J].InVitroCellular&DevelopmentalBiology:Animalꎬ2012ꎬ48(9):554-561.[14]㊀毕微微.蛋氨酸㊁赖氨酸二肽对奶牛乳腺上皮细胞泌乳机能的影响[D].硕士学位论文.哈尔滨:东北农业大学ꎬ2013.[15]㊀HANIGANMDꎬFRANCEJꎬMABJEESHSJꎬetal.Highratesofmammarytissueproteinturnoverinlac ̄tatinggoatsareenergeticallycostly[J].TheJournalofNutritionꎬ2009ꎬ139(6):1118-1127.[16]㊀綦松智ꎬ吴登俊ꎬ张中显.mTOR对信号通路调控的研究进展[J].中国畜牧杂志ꎬ2010ꎬ46(1):57-60.[17]㊀APPUHAMYJADRNꎬNAYANANJALIEWAꎬENGLANDEMꎬetal.EffectsofAMP ̄activatedpro ̄teinkinase(AMPK)signalingandessentialaminoacidsonmammaliantargetofrapamycin(mTOR)signalingandproteinsynthesisratesinmammarycells[J].JournalofDairyScienceꎬ2014ꎬ97(1):419-429. [18]㊀TOERIENACAꎬCANTJP.Abundanceandphos ̄phorylationstateoftranslationinitiationfactorsinmammaryglandsoflactatingandnonlactatingdairycows[J].JournalofDairyScienceꎬ2007ꎬ90(6):2726-2734.[19]㊀HAYASHIAAꎬNONESKꎬROYNCꎬetal.InitiationandelongationstepsofmRNAtranslationareinvolvedintheincreaseinmilkproteinyieldcausedbygrowthhormoneadministrationduringlactation[J].JournalofDairyScienceꎬ2009ꎬ92(5):1889-1899.[20]㊀王珊珊.葡萄糖和氨基酸应激对奶牛乳腺上皮细胞β-酪蛋白及信号通路相关蛋白磷酸化表达的影响[D].硕士学位论文.呼和浩特:内蒙古农业大学ꎬ2016.[21]㊀MERCIERJCꎬVILOTTEJL.Structureandfunctionofmilkproteingenes[J].JournalofDairyScienceꎬ1993ꎬ76(10):3079-3098.[22]㊀高海娜ꎬ韩荣伟ꎬ郑楠ꎬ等.赖氨酸对原代奶牛乳腺上皮细胞中酪蛋白及mTOR信号通路相关基因表达的影响[J].甘肃农业大学学报ꎬ2015ꎬ50(3):7-15. [23]㊀BRAZILDPꎬHEMMINGSBA.TenyearsofproteinkinaseBsignalling:ahardAkttofollow[J].TrendsinBiochemicalSciencesꎬ2001ꎬ26(11):657-664. [24]㊀HUANGSLꎬHOUGHTONPJ.TargetingmTORsig ̄nalingforcancertherapy[J].CurrentOpinioninPhar ̄macologyꎬ2003ꎬ3(4):371-377.9413㊀动㊀物㊀营㊀养㊀学㊀报30卷∗CorrespondingauthorꎬprofessorꎬE ̄mail:yansmimau@163.com(责任编辑㊀王智航)EffectsofLysineonGeneExpressionsandProteinPhosphorylationInvolvedinMilkProteinSynthesisinBovineMammaryEpithelialCellsCHENLu㊀ZHAOYanli㊀GUOXiaoyu㊀SHIBinlin㊀YANSumei∗(CollageofAnimalScienceꎬInnerMongoliaAgricultureUniversityꎬHohhot010018ꎬChina)Abstract:Theobjectiveofthisstudywastodeterminetheeffectsoflysine(Lys)ongeneexpressionsandproteinphosphorylationinvolvedinmilkproteinsynthesisinbovinemammaryepithelialcells(BMECs).The3rdgenerationBMECswererandomlydividedintosixgroupwithsixreplicatespergroupꎬcellsindifferentgroupswereculturedinmediumwith0.5(control)ꎬ1.0ꎬ2.0ꎬ4.0ꎬ8.0and16.0mmol/LLysꎬrespectively.After48hcultivationat37ħand5%CO2ꎬadenosinetriphosphate(ATP)contentwasmeasuredbythemethodofchemiluminescenceꎬexpressionlevelsofgenesinvolvedinmilkproteinsynthesisweredeterminedbyreal ̄timePCRꎬandphosphorylationlevelsofproteinsinvolvedinmilkproteinsynthesisweredeterminedbyWesternblottingmethod.Theresultsshowedasfollows:withtheincreaseofLysconcentrationꎬATPcontenttendedtobequadraticallysignificantlyincreased(P=0.050)ꎻexpressionlevelsofκ ̄casein(CSN3)(P=0.093)ꎬmammaliantargetofrapamycin(mTOR)(P=0.005)ꎬeukaryoticinitiationfactor4E(eIF4E)(P=0.076)andadenosine5  ̄mono ̄phpsphate ̄activeproteinkinaseα1(AMPKα1)genes(P=0.045)weresig ̄nificantlyortendedtosignificantlyquadraticallychangedꎬallshowedfirstlyincreasedthendecreasedꎻexpres ̄sionlevelofαs1 ̄casein(CSN1S1)gene(P=0.081)ꎬphosphorylationlevelsofmTOR(P=0.038)andribo ̄somalproteinS6kinase1(S6K1)(P=0.022)weresignificantlyortendtosignificantlylinearlydecreasedꎻphosphorylationlevelofadenosine5  ̄mono ̄phpsphate ̄activeproteinkinase(AMPK)wassignificantlylinear ̄lyincreased(P=0.014).TheresultsofanalysisofvarianceshowedthatthesupplementationofLyshadsignif ̄icantlyeffectsonATPcontentꎬexpressionlevelsofgenesinvolvedinmilkproteinsynthesisandphosphoryla ̄tionlevelofeIF4E(P<0.05)ꎬamongthemꎬtheimprovementeffectsof2.0to16.0mmol/LLysforATPcontentꎬ1.0to2.0mmol/LLysforCSN1S1ꎬβ ̄casein(CSN2)ꎬsignaltransducerandactivatoroftranscrip ̄tion5(STAT5)geneexpressionlevelsꎬ1.0to8.0mmol/LLysformTORgeneexpressionlevelꎬ1.0to4.0mmol/LLysforCSN3geneexpressionlevelꎬ1.0to16.0mmol/LLysforJanuskinase2(JAK2)geneexpressionlevelꎬ2.0mmol/LLysforS6K1geneexpressionlevelꎬ2.0to8.0mmol/LLysforeIF4Egeneex ̄pressionlevelꎬ2.0to4.0mmol/LLysforeIF4Ephosphorylationlevelwerebetterꎬhoweverꎬ16.0mmol/LLyshadinhibitioneffectsonexpressionlevelsofCSN1S1ꎬCSN3ꎬSTAT5andmTORgenesꎬand1.0to16.0mmol/LLyshadinhibitioneffectonexpressionlevelofeukaryoticinitiation4Ebindingprotein1(4EBP1)gene.InconclusionꎬtheoptimalLysconcentrationforgeneexpressionsinvolvedinmilkproteinsynthesisinBMECsis1.0to2.0mmol/L.[ChineseJournalofAnimalNutritionꎬ2018ꎬ30(8):3142 ̄3150]Keywords:dairycowꎻbovinemammaryepithelialcellꎻlysineꎻmilkprotein0513。

奶牛乳腺脂肪酸合成相关基因研究进展

奶牛乳腺脂肪酸合成相关基因研究进展

奶牛乳腺脂肪酸合成相关基因研究进展胡菡;王加启;李发弟;卜登攀【期刊名称】《生物技术通报》【年(卷),期】2009(000)010【摘要】数量和种类繁多的脂肪酸构成了牛奶中不同分子量和饱和度的甘油三酯,也是乳脂的主要成分.链长不同的脂肪酸来源也不尽相同,几乎所有的短链和中链脂肪酸都由乳腺内源合成,长链脂肪酸主要是由血液中转运而来,奶牛乳腺在转运和合成脂肪酸过程中起着重要作用.近年来,研究人员将传统营养与分子生物学研究相结合,发现了大量与乳脂合成相关基因,并揭示了其功能和相互之间的作用.就奶牛乳腺的脂肪酸摄取和转运,脂肪酸的内源合成,乳腺重要酶类,脂肪酸酯化和相关基因网络调控几方面对脂肪酸合成相关基因进行归类,对其研究进展进行介绍.【总页数】6页(P34-39)【作者】胡菡;王加启;李发弟;卜登攀【作者单位】中国农业科学院北京畜牧兽医研究所,动物营养学国家重点实验室,北京,100193;甘肃农业大学动物科学技术学院,兰州,730070;中国农业科学院北京畜牧兽医研究所,动物营养学国家重点实验室,北京,100193;甘肃农业大学动物科学技术学院,兰州,730070;甘肃农业大学动物科学技术学院,兰州,730070;中国农业科学院北京畜牧兽医研究所,动物营养学国家重点实验室,北京,100193【正文语种】中文【中图分类】S8【相关文献】1.辛酸钠对奶牛乳腺上皮细胞脂肪酸合成相关酶表达的影响 [J], 刘莉莉;曹玲;李慧玲;高宁;李庆章2.乙酸钠和丁酸钠对奶牛乳腺脂肪酸合成相关基因的影响 [J], 孔庆洋;林叶;李庆章3.奶牛乳腺炎抗性相关基因的研究进展 [J], 吕善潮;沙里金;王丽云;张胜利4.脂肪酸合成酶促进HER2阳性乳腺癌曲妥珠单抗耐药的研究进展 [J], 章杰; 徐菁铭; 王蓓; 徐小宏5.乳腺癌密切相关基因及蛋白与乳腺癌干细胞关系研究进展 [J], 邴小红;袁聚祥因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。

维生素A对奶牛乳腺上皮细胞乳脂和乳蛋白合成相关基因表达的影响

维生素A对奶牛乳腺上皮细胞乳脂和乳蛋白合成相关基因表达的影响

维生素A对奶牛乳腺上皮细胞乳脂和乳蛋白合成相关基因表达的影响苏芮;刘阳;闫素梅;史彬林;赵艳丽;石惠宇【期刊名称】《动物营养学报》【年(卷),期】2018(030)008【摘要】本试验旨在研究维生素A对奶牛乳腺上皮细胞(BMECs)内乳脂和乳蛋白合成相关基因表达的影响.采用单因素完全随机试验设计,将第3代BMECs随机分为6个处理,每个处理6个重复,使用无血清培养基饥饿24 h后,采用维生素A浓度分别为0(对照)、0.05、0.10、0.20、1.00和2.00μg/mL的培养基培养24 h.结果表明:与对照组相比,1.00、2.00μg/mL维生素A可以显著提高相对增殖率以及甘油三酯(TG)含量(P<0.05);维生素A能显著提高乳脂合成相关基因过氧化酶体增殖物激活受体γ(PPARG,0.05、0.10、0.20、1.00和2.00μg/mL)、固醇调节元件结合蛋白1(SREBP1,0.05、0.10μg/mL)、硬脂酰辅酶A去饱和酶(SCD,0.05、0.10μg/mL)的基因表达量(P<0.05);维生素A也能显著提高乳蛋白合成相关基因信号转导转录激活因子5(STAT5,0.20μg/mL)、αs1-酪蛋白(CSN1S1,0.05和0.10μg/mL)、κ-酪蛋白(CSN3,0.10μg/mL)基因表达量(P<0.05);维生素A也能显著提高乳脂合成相关酶乙酰辅酶A羧化酶(ACACA)活性(0.05、0.10、0.20和1.00μg/mL)(P<0.05).结果提示,维生素A对BMECs内乳脂、乳蛋白合成相关基因表达的促进效果呈浓度依赖性,以0.10μg/mL维生素A效果较好.【总页数】8页(P3151-3158)【作者】苏芮;刘阳;闫素梅;史彬林;赵艳丽;石惠宇【作者单位】内蒙古农业大学动物科学学院,呼和浩特 010018;内蒙古农业大学动物科学学院,呼和浩特 010018;内蒙古农业大学动物科学学院,呼和浩特 010018;内蒙古农业大学动物科学学院,呼和浩特 010018;内蒙古农业大学动物科学学院,呼和浩特 010018;内蒙古农业大学动物科学学院,呼和浩特 010018【正文语种】中文【中图分类】S823【相关文献】1.苜蓿素对脂多糖诱导下奶牛乳腺上皮细胞炎症和乳蛋白合成相关基因表达的影响[J], 占今舜;詹康;陈小连;霍俊宏;赵国琦2.赖氨酸对奶牛乳腺上皮细胞内乳蛋白合成相关基因表达和蛋白磷酸化的影响 [J], 陈璐;赵艳丽;郭晓宇;史彬林;闫素梅3.催乳素对奶牛乳腺上皮细胞乳脂和乳蛋白合成相关基因表达的影响 [J], 邢媛媛;李大彪;李红磊;于永强;王卫云4.乙酸钠和β-羟丁酸钠对奶牛乳腺上皮细胞乳脂和乳蛋白合成相关基因表达的影响 [J], 塔娜;李红磊;侯先志;考桂兰;高民;李大彪5.不同浓度亚油酸对二维和三维培养模式下奶牛乳腺上皮细胞形态及乳蛋白合成相关基因表达的影响 [J], 邢媛媛; 李大彪; 李子南; 金亚亚因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。

油酸对奶牛乳腺上皮细胞内甘油三酯含量和乳脂肪合成相关基因表达的影响

油酸对奶牛乳腺上皮细胞内甘油三酯含量和乳脂肪合成相关基因表达的影响
继 续培 养 2 4 h 。 通过 四 甲基偶 氮唑 盐 ( MT T)比 色法检 测 细胞 活 力 ;利 用试 剂 盒检 测胞 内甘 油三 酯 的含 量 ;采 用 实时
定量 P C R 法检 测乳 脂肪 合 成相 关基 因的表 达 。结 果表 明 :油酸 浓度 为 2 0 0 、4 ( 1 0 mo l / L时,B ME C s 相 对增 殖 率显 著
无水乙醇 、 表皮生长因子 、催乳素 、 胶原酶 Ⅱ、 双抗 、 胰蛋 白酶 / E DT A、 MT T和油酸均购 自 S i g m a 公司;
磷 酸 缓冲 液 ( P BS)溶 液和 胎 牛血 清 购 自 Hy Cl o n e公
资 助 项 目:现 代 农 业 ( 奶牛 ) 产 业 技 术 体 系建 设 专 项 资 金 ( CAR
A去 饱和 酶 ( S C D )、脂肪 酸 结合 蛋 白 3( F A B P 3)、固 醇调 节原件 结 合 蛋 白 1( S RE B P 一 1 )基 因表 达量 综上 所述 ,
5 ( ) ~ 】 I 1 ( ) mo l / L的 油 酸对 B ME C s 乳 脂 肪合 成具 有较 好 的促 进 效 果 。 关键 词 :奶 牛 乳腺 上 皮 细胞 ;油酸 ;细胞 活 力 ;甘 油三 酯 ;乳脂 肪 合 成相 关 基 因
中 图 分 类 号 :¥ 8 2 3 . 5 文献 标 识 码 :A D Ol 编 号 :1 0 . 1 9 5 5 6 / j . 0 2 5 8 — 7 0 3 3 . 2 0 1 7 — 0 7 ,能 为动物
机 体 提 供 能 量 ,还 能 减 少血 液 中 胆 固醇 和 甘 油 三 脂

N 髓 ㈣ e e d s  ̄ u f s

短链脂肪酸调控奶牛乳腺乳脂合成作用机制的研究进展

短链脂肪酸调控奶牛乳腺乳脂合成作用机制的研究进展

短链脂肪酸调控奶牛乳腺乳脂合成作用机制的研究进展。

乳脂是牛奶中重要的营养物质,对于牛奶消费者的营养和健康有着积极影响。

此外,乳脂是牛奶主要的能量物质,与牛奶生产者的经济利益密切相关。

因此,深入了解乳腺中乳脂合成的调节机制对于改善泌乳期间反刍动物的能量平衡和提高牛奶对消费者的营养价值至关重要。

短链脂肪酸(short-chain fatty acids,SCFA)是碳原子数不大于6的饱和脂肪酸,因其具有挥发性,常常被称为挥发性脂肪酸。

奶牛体内的绝大部分SCFA经瘤胃发酵碳水化合物产生,少部分由肠道微生物发酵产生,多以离子的形式存在,由瘤胃上皮或肠道上皮吸收进入不同组织,参与能量代谢和营养物质代谢等机体内多项生理活动。

研究发现,乙酸、丙酸和丁酸是奶牛瘤胃发酵碳水化合物产生的主要代谢产物,能够满足反刍动物60%~80%的能量需求。

其中,丙酸是葡萄糖的主要前体物质,以葡萄糖的形式参与机体能量代谢,而乙酸和丁酸一方面作为乳腺内脂肪酸从头合成的前体物,另一方面作为信号分子调节乳腺内脂肪酸代谢,影响奶牛乳脂的组成和含量。

本文就SCFA对乳脂合成的影响及其调控乳腺乳脂合成的分子机制2方面,综述了SCFA调控奶牛乳腺乳脂合成的作用机制,为奶牛乳脂合成机制的相关研究提供理论依据。

1、SCFA对奶牛乳脂合成的影响Urrutia等在奶牛饲粮中添加乙酸盐和丁酸盐发现,添加 2.9%乙酸盐显著提高了奶牛乳脂率和乳脂产量,分别提高了0.2%和90g/d,而在饲粮中添加等碳当量的丁酸盐对乳脂率和乳脂产量无显著影响。

Matamoros等在奶牛饲粮中添加3.25%乙酸盐显著提高了奶牛乳脂产量,这可能是因为饲粮中添加乙酸盐增加了乳腺的乙酸盐供应,从而刺激脂肪酸从头合成的产生来增加乳脂产量。

Izumi等研究发现,在奶牛饲粮中添加 1.1%的丁酸能增加乳脂产量,在一定程度上缓解高精料饲粮引起的奶牛乳脂抑制。

Seymour等通过综述奶牛瘤胃SCFA含量与乳成分的关系,发现瘤胃内丁酸含量与产奶量呈正相关,瘤胃内乙酸/丙酸与乳脂产量呈正相关。

β-羟丁酸对奶牛乳腺上皮细胞内乳脂肪合成及其相关基因相对表达量的影响

β-羟丁酸对奶牛乳腺上皮细胞内乳脂肪合成及其相关基因相对表达量的影响

β-羟丁酸对奶牛乳腺上皮细胞内乳脂肪合成及其相关基因相对表达量的影响常晨城;齐利枝;闫素梅;生冉;赵艳丽【期刊名称】《动物营养学报》【年(卷),期】2015(000)001【摘要】本试验主要研究了不同浓度的β-羟丁酸( BHBA)对奶牛乳腺上皮细胞( BMECs)活力、甘油三酯( TAG)含量、脂滴形成以及乳脂肪合成相关基因转录水平的影响。

将传至第3代的BMECs悬液(1×105个/孔)接种于细胞培养板上,每孔加入含10%胎牛血清( FBS)的DMEM/F12培养液,于37℃的5%二氧化碳(CO2)培养箱培养48 h。

再将培养48 h的BMECs随机分配到6个组,各组向培养孔中加入含不同浓度BHBA的DMEM/F12培养液,培养液中的FBS用1 g/L无脂肪酸的牛血清白蛋白( BSA)代替,并使反应体系中BHBA的最终浓度分别为0(对照)、0.58、1.16、2.32、4.64和9.28 mmol/L。

置于37℃的5%CO2培养箱继续培养48 h。

试验结果显示:随着BHBA浓度的增加,BMECs活力[(相对增殖率( RGR)]呈显著的二次曲线增加(P=0.041),其中BMECs活力以0.58~4.64 mmol/L BHBA 组较高,9.28 mmol/L BHBA组较低;低浓度(0.58~2.32 mmol/L)的 BHBA 可促进 BMECs 内脂滴的形成,而较高浓度(4.64~9.28 mmol/L)的BHBA对脂滴形成的促进作用减弱;BHBA与TAG含量及乳脂肪合成相关基因脂肪酸合成酶( FASN )、乙酰辅酶 A 羧化酶α( ACACA )、硬脂酰辅酶 A 去饱和酶( SCD)、脂肪酸结合蛋白3( FABP3)、过氧化物酶体增殖物激活受体γ( PPARG)和分化抗原簇36(CD36)的相对表达量均无显著的一次线性或二次曲线关系(P>0.05)。

综上,BHBA 对BMECs活力的促进作用呈显著的二次曲线增加,即BHBA对BMECs活力呈显著浓度依赖关系;BHBA对细胞内乳脂肪的合成有提高的趋势。

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研究在体 内有较多 的报道 , 但其 影 响机 制仍 然不
是 十分 清 楚 。Ma x i n等 的体 内研 究 结 果 表 明 , 瘤
胃灌 注 乙酸 组乳 脂 率 增 加 了 6 . 5 %, 而 且 改 变 了乳
脂肪 酸 ( s h o r t a n d me d i u m c h a i n f a t t y a c i d s , S MC —
d e s a t u r a s e , S C D) m R N A相对表 达量随着 乙酸浓度 的增加 , 变化趋 势不显著 ( P > 0 . 0 5 ) , 但 从数值
上看 , 所有 试 验 组均 高于对 照组 , 以4 mmo l / L 乙酸 组 最 高 。综合 得 出, 乙酸 对 奶 牛 B ME C s内乳 脂肪 的合 成及 其 乳 脂肪 合 成 相 关 基 因 F A S N和 A C AC A mR NA 的 表 达 量 有 极 显 著 的 提 高 效 果 ,
乳脂肪 是牛奶 的主要成 分 指 标 。乳 脂 肪 也 是 最 容 易 受 到 遗 传 、 饲 粮
和生理等 因素的影 响而发生改变的乳成分 。研究
已经证 实 , 乙酸 等 用 于 从 头 合 成 的 乳 脂 前 体 物 对
 ̄ L N' 肪 的合 成 有 直接 的 影 响 , 饲 粮 中增 加 中 、 短 链
动物 营养学报 2 0 1 5 , 2 7 ( 3 ) : 9 2 6 — 9 3 1
C h i n e s e J o u r n a l o f A n i m a l N u t r i t i o n
d o i : 1 0 . 3 9 6 9 / j . i s s n . 1 0 0 6 - 2 6 7 x . 2 0 1 5 . 0 3 . 0 3 3
c e l l s , B ME C s ) 乳 脂 肪 酸从 头 合成 相 关基 因表 达 量 的影 响 。将 传 至 第 3代 的 B ME C s悬 液接 种 于
细胞培养板上 , 每孔加入含 1 0 %胎牛血清( F B S ) 的D ME M/ F 1 2 培养液 , 于3 7 o C 5 %C O 培 养
脂 肪组 成 , 提示 乙酸 对 乳 脂 肪 合 成 有 一 定 的 影 响 。 P u r d i e等 研 究 表 明 , 奶 牛 阴外 动 脉 灌 注 乙 酸 时 , 乳 脂 率有 增 加 的趋 势 。 S t o n y等 体 内试 验 的研 究 结果 表 明 , 瘤 胃灌 注 乙酸 增 加 了乳 脂 肪 中C 4 : 0 ~
其 中以培 养液 中 8 ~ 1 2 et r oo l / L的 乙酸 效果 较好 。 关键 词 : 乙酸 ; 奶 牛乳 腺 上 皮 细胞 ; 乳脂肪 ; 基 因表 达 量 中图分 类 号 : ¥ 8 2 3 文 献标 识 码 : A 文章编号 : 1 0 0 6 — 2 6 7 X( 2 0 1 5 ) 0 3 - 0 9 2 6 — 0 6 成及 乳 品 质有 重 要 意 义 。 乙酸 作 为 奶 牛 乳 腺 脂 肪 酸 内源 合 成 的 主 要 前 体 物 , 对 乳 脂 肪 合 成 的 影 响
c a r b o x y l a s e O r . , AC A C A) mR NA 的相 对 表 达 量 随 着 乙酸 添 加 浓 度 的增 加 呈 极 显 著 的 一 次 线 性 增
加( P= 0 . 0 0 0 ) , 以8 ~1 2 mmo l / L 乙酸组 的表 达 量较 高。硬 脂 酰 辅 酶 A 去饱 和 酶 ( s t e a r o y 1 . C o A
箱培 养 4 8 h 。再 将 培 养 4 8 h的奶 牛 B ME Cs 培 养 孔 随机 分 配到 6组 中 , 每组 6个 重复 , 每 个 重 复 1个孔 。在各 组 中分 别加 入含 不 同浓度 乙酸 的 DME M/ F 1 2培 养 液 , 培 养液 中的 F B S用 1 g / L无
脂 肪 酸 的牛 血 清 白蛋 白( B S A) 代替 , 并 使 反 应 体 系中 乙酸 的 最 终 浓度 分 别 为 0 ( 对照) 、 4 、 6 、 8 、
l 0 、 1 2 et r o o l / L 。置 于 3 7℃ 5 %C O 2 培养箱继续培养 4 8 h 。结果表 明: B ME C s 内甘油三酯的含
量 随 着 乙酸浓 度 的增 加 呈极 显著 的 一元 线 性 增加 ( P=0 . 0 0 0) , 以 8—1 2 et r oo L / L 的 乙酸 组促 进
作 用较好 。脂 肪 酸 合 成 酶 ( f a t t y a c i d s y n t h a s e , F A S N) 和 乙酰 辅 酶 A 羧 化 酶 ( a c e t y l — c o e n z y me A
C1 6 : 0脂 肪 酸 的 量 , 而 降 低 了所 有 C 1 8脂 肪 酸 的
F A) 的供 给 可 以 减 少 用 于从 头 合 成 的 短 链 脂 肪 酸 ( s h o t r c h a i n f a t t y a c i d s , S C F A) , 提高乳脂 肪含量 , 改变 其 脂 肪 酸 组 成 J 。因此 , 深 入 探 讨 乳 脂 前 体
乙 酸 对 奶 牛 乳 腺 上 皮 细 胞 乳 脂 肪 酸 从 头 合 成 相 关 基 因 表 达 量 的 影 响
韩 慧娜 闫素梅 齐利枝 生 冉 赵艳 丽
( 内蒙古农业 大学动物科 学学院 , 呼和浩 特 0 1 0 0 1 8 )

要 :本 试 验 旨在 研 究 不 同 浓 度 的 乙酸 对 奶 牛 乳 腺 上 皮 细 胞 ( b o v i n e ma mma r y e p i t h e l i a l
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