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白藜芦醇通过脂联素信号通路调节猪脂肪沉积的机制研究

崔悦悦  
【摘要】:白藜芦醇(Resveratrol,RES)是植物多酚类物质,具有多种生物学功能。脂联素(AdipoQ)信号通路在脂肪代谢中起着重要的作用。为探究RES调节猪脂肪沉积的分子机制,本研究运用qPCR、Werstern blotting、RNA-seq等多种实验方法,在猪有机整体水平和细胞水平探究RES通过脂联素信号通路调控脂肪沉积的分子机制。本实验,将24头65 kg左右的杜长大猪(日龄为110 d)随机分为4个处理组:对照组(Control,饲喂基础日粮)、200 mg/kg(基础日粮+200 mg/kg RES)、400mg/kg(基础日粮 +400mg/kg RES)、600mg/kg(基础日粮 +600 mg/kg RES),每组6头,饲喂41天,体重达到110kg左右时,称取每头猪的空腹体重,屠宰测定,取皮下脂肪和肝脏组织样品用于RNA的提取和切片的制作,采用qPCR和Werstern blotting方法测量组织样品中脂联素信号通路相关基因的表达,探讨RES通过脂联素信号通路调控猪脂肪沉积的分子机制。研究结果如下:1.与对照组相比,3个实验组的背膘厚度显著降低,胴体脂肪率显著减少;脂肪组织切片HE染色显示,脂肪细胞体积减小。2.在猪皮下脂肪组织中基因表达分析结果显示:与对照组相比,3个实验组中表达量上调的基因包括脂联素信号通路基因AdipoQ、AdipoR1、AdipoR2、AMPKa、PPARa,线粒体生成关键基因SIRT1、PGC-1α、NRF1,脂肪分解关键基因HSL、ATGL,脂肪酸氧化代谢关键基因LPL、CPT1,表达量下调的基因是脂肪合成关键基因ACC。实验结果表明,RES能通过激活AdiopQ-AdipoR1-AMPKα-PGC-1α和AdiopQ-AdipoR2-PPARα两条信号通路调控下游脂肪代谢基因的表达,促进脂肪分解,抑制脂肪合成,减少机体脂肪沉积。3.RES(30μM)处理3T3-L1细胞,能抑制细胞分化,减少脂滴形成RES上调细胞中AdipoQ、AdipoR1、AdipoR2、AMPKa、PPARa、HSL、ATGL、LPL、CPT1等基因的表达。RES能通过脂联素信号调控脂肪酸代谢,减少细胞内脂滴形成。4.RNA-seq测序分析结果显示,对照组(Control)和RES组(400mg/kg)猪皮下脂肪组织中共鉴定出14777个基因,其中lncRNA有499个;两组差异基因共有82个,包含2个上调和3个下调lncRNA;差异基因富集在与糖脂代谢相关联的通路主要有脂肪细胞因子信号通路、Wnt信号通路、PI3K-Akt信号通路、MAPK信号通路等;功能预测发现,RES可能通过上调MSTRG.9710 lncRNA作用于脂联素信号通路来调控猪脂肪代谢。5.与对照组相比,3个实验组猪血清中脂联素和高密度脂蛋白(HDL)水平显著升高,总胆固醇(TC)含量显著下降。肝脏组织切片HE和油红O染色显示,4组猪的肝脏组织表象无显著差异。肝脏组织酶活性检测结果显示,3个实验组猪肝脏中抗氧化关键酶GSH-Px的活性显著高于对照组,脂质过氧化代谢产物MDA的含量显著低于对照组,适量的RES具有保肝作用。肝脏组织中基因表达分析结果显示,与对照组相比,3个实验组的AdipoR2、PPARa、CPT1、LXRa、ABCA1的表达量显著升高。利用RES(50 μM)处理HepG2细胞,相关基因的表达趋势与体内实验结果一致。实验结果表明,RES通过激活AdipoR2-PPARa信号通路,促进脂肪酸氧化和胆固醇利用,增强肝脏的脂肪代谢功能。综上所述,RES通过激活猪皮下脂肪和肝脏中的脂联素信号通路,提高脂肪分解代谢关键基因的表达,抑制脂肪合成关键基因的表达,来促进脂肪代谢和抑制脂肪合成,降低皮下脂肪厚度,增强肝脂代谢,减少胴体脂肪率。


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