【摘 要】
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酮病是围产期奶牛高发的一个重要营养代谢性疾病,在世界各地奶牛群中发病率均居高不下,奶牛患病后会对其他疾病易感性增加,且导致生殖性能大幅度降低,给养殖业和乳品业造成巨大经济损失。由于奶牛产后干物质摄入量(DMI)降低,而泌乳量和营养需求增加,导致机体进入能量负平衡(NEB)状态。为了维持稳态,机体进行脂肪动员。脂肪组织的过度脂解导致血液和乳汁中的β-羟基丁酸(BHB)和游离脂肪酸(FFA)浓度升高,
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酮病是围产期奶牛高发的一个重要营养代谢性疾病,在世界各地奶牛群中发病率均居高不下,奶牛患病后会对其他疾病易感性增加,且导致生殖性能大幅度降低,给养殖业和乳品业造成巨大经济损失。由于奶牛产后干物质摄入量(DMI)降低,而泌乳量和营养需求增加,导致机体进入能量负平衡(NEB)状态。为了维持稳态,机体进行脂肪动员。脂肪组织的过度脂解导致血液和乳汁中的β-羟基丁酸(BHB)和游离脂肪酸(FFA)浓度升高,导致脂肪组织炎症和免疫细胞浸润,最终影响泌乳性能并增加疾病易感性。因此,脂肪组织的代谢适应对于奶牛成功渡过围产期至关重要。二酰基甘油酰基转移酶(DGAT)是一种催化二酰甘油与脂肪酸酰基结合生成甘油三酯(TAG)的关键酶,包括DGAT1和DGAT2两种亚型,在脂代谢调控中具有重要作用。自噬是维持细胞稳态并适应细胞内或周围环境改变所带来的的变化和刺激的重要适应机制,也被认为是一个关键的细胞保护通路。脂肪组织中自噬的失调会影响体内脂肪的积累。我们前期的研究证明,DGAT2在酮病奶牛脂肪组织中低表达。而DGAT2对围产期奶牛脂肪动员过程中自噬的调节作用尚不明确。因此,我们提出DGAT2可能参与调节酮病奶牛脂肪组织脂代谢及自噬的科学假设,拟深入探讨DGAT2对脂肪组织脂解的调节作用,以及其对脂肪组织自噬信号通路激活的影响,明确DGAT2在酮病奶牛脂肪组织剧烈脂解过程中对自噬是否存在调控作用。这为调节酮病奶牛脂肪组织自噬的发生提供新思路。在本研究中,我们分别进行了体内和体外试验,以探究DGAT2在酮病奶牛脂肪组织自噬中的作用。在体内试验中,选取健康和酮病奶牛各10头。采集脂肪组织样本,利用H.E.染色技术对脂肪组织进行染色观察酮病奶牛脂肪组织病理学变化,结果表明酮病奶牛脂肪细胞体积较大且处于脂解剧烈的状态。并对DGAT2、脂解相关分子及自噬相关分子的蛋白丰度进行检测。在体外试验中,首先分离并培养原代牛脂肪细胞,通过油红染色鉴定牛脂肪细胞分化成熟。异丙肾上腺素(ISO)是一种儿茶酚胺激素,可促进脂肪动员并显著提高脂解率。因此,在本研究中,利用ISO作为脂肪分解激动剂。细胞分化为成熟的脂肪细胞后根据不同的处理被分为7组:对照组、ISO组、转染过表达DGAT2腺病毒组(Ad-DGAT2)、添加ISO并转染过表达DGAT2腺病毒组(Ad-DGAT2+ISO)、添加DGAT2抑制剂PF-06424439组(PF-06424439)、添加ISO及DGAT2抑制剂PF-06424439组(PF-06424439+ISO)。处理结束后收集细胞,对细胞中脂代谢相关分子分子HSL、pHSL和ATGL及自噬相关分子Beclin1、SQSTM1、LC3、PI3K、AKT和m TOR的蛋白表达水平进行检测。通过体内及体外试验进而明确DGAT2对酮病奶牛脂肪组织及细胞自噬是否存在调控作用。体内试验结果显示:与健康奶牛相比,酮病奶牛脂肪组织中脂代谢相关分子HSL、pHSL和ATGL,及自噬相关分子Beclin1、SQSTM1、LC3和PI3K的蛋白表达水平显著升高(P<0.01),而DGAT2和负调节自噬相关分子AKT和m TOR的蛋白表达水平显著降低(P<0.01)。以上结果说明,酮病奶牛的脂肪组织脂解剧烈,自噬也较为活跃。体外试验结果显示:ISO可上调牛脂肪细胞中脂解相关分子HSL、p-HSL和ATGL和自噬相关分子Beclin1、SQSTM1、LC3和PI3K的蛋白表达水平。ISO可降低脂肪细胞中负调节自噬相关分子AKT和m TOR的蛋白表达水平。分别对牛脂肪细胞进行转染DGAT2腺病毒或添加DGAT2抑制剂,以确定DGAT2对牛脂肪细胞脂解和自噬的调节作用。当转染过表达DGAT2腺病毒12 h后或添加DGAT2抑制剂PF-06424439 0.5 h后,添加ISO刺激3 h,结果发现,过表达DGAT2可抑制牛脂肪细胞中ISO诱导的脂解相关蛋白HSL、p-HSL和ATGL和自噬相关分子Beclin1、SQSTM1、LC3和PI3K的蛋白表达。相反,抑制DGAT2表达会促进ISO诱导的脂解和自噬相关分子的蛋白表达。综上所述,体内及体外试验表明在NEB诱导酮病奶牛脂肪组织脂解加剧的情况下,DGAT2蛋白丰度较低,脂肪组织中自噬也较为活跃。且DGAT2对酮病奶牛脂肪组织自噬存在负调控作用。
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