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脂肪组织是机体储存能量的主要场所,在能量代谢中发挥重要的作用,但脂肪过度沉积会引起人类肥胖病及相关代谢疾病,在畜牧生产中也会导致畜产品品质下降,降低体脂沉积已逐渐成为国内外学者普通关注的问题。GPR43(G protein coupled receptor 43)是G蛋白偶联受体(GPCRs)家族中的一员,体内外大量研究表明,GPR43在肥胖、糖尿病等代谢性疾病中有着非常重要的作用。本试验首次克隆了猪GPR43基因,研究其在猪脂肪组织及前体脂肪细胞中的表达规律,探讨脂肪酸对小鼠脂肪组织和脂肪细胞GPR43基因转录表达的作用。主要研究结果如下:
1.PCR克隆得到的猪GPR43基因eDNA序列长度为486 bp,GenBank登陆号为EU122439。用Clustal W软件进行同源性比对,发现其与人、小鼠和大鼠GPR43基因序列的同源性分别为89%、83%和84%。应用CDD软件分析发现,GPR43蛋白含有G蛋白偶联受体家族的7.跨膜受体结构域。
2.利用实时定量PCR和半定量两种方法研究GPR43基因在不同猪种、不同月龄、不同部位脂肪组织中的转录表达规律,结果显示,GPR43基因mRNA表达量在脂肪型猪种上显著高于瘦肉型猪种,随月龄增长表达量逐渐上升,且皮下脂肪表达量较内脏脂肪高,证实GPR43基因mRNA表达与猪肥胖程度、年龄、脂肪沉积部位密切相关。另外,研究GPR43基因在猪原代脂肪细胞中的转录表达规律,结果显示,在猪前体脂肪细胞诱导分化过程中,随着分化的进行,GPR43 mRNA表达量逐渐升高,第6天达到最高峰,说明GPR43基因mRNA表达与脂肪细胞分化程度密切相关。
3.为了研究GPR43在脂解方面发挥的作用,利用半定量RT-PCR检测GPR43与脂解有关基因(HSL和TGH)在不同月龄关中黑猪皮下脂肪组织中表达丰度,并进行相关性分析,结果显示,GPR43的mRNA的表达量与HSL、TGH呈显著负相关,揭示GPR43在调控脂肪组织的脂解过程中具有重要作用。
4.二十二碳六烯酸(docosahexaenoic acid,DHA)是机体生长发育必需的一种多不饱和脂肪酸,在调节脂肪沉积中发挥重要作用。在本试验中,用不同浓度DHA灌胃小鼠,检测GPR43、HSL和TGH在脂肪组织中的时序表达规律。结果显示,脂肪组织中GPR43随着DHA作用时间的延长,表达量逐渐降低,而HSL和TGH表达量逐渐升高,推测DHA通过抑制GPR43的表达,促进脂肪组织的脂解。
5.研究GPR43的激动剂-乙酸盐对小鼠前体脂肪细胞分化的影响。结果表明乙酸盐具有显著促进前体脂肪细胞分化的作用,上调GPR43 mRNA的表达,同时上调分化标志基因PPARγ和C/EBPα mRNA的表达。用p38MAPK信号通路抑制剂SB203580处理脂肪细胞,能显著地抑制前体脂肪细胞的分化,并降低GPR43和PPARγ mRNA的表达,揭示了乙酸盐能促进前体脂肪细胞的分化,而p38MAPK通路的抑制,脂肪细胞分化同时被抑制,乙酸盐通过GPR43与p38MAPK信号通路密切相关。