馬 倩 趙衍銅 柏明娜 張小純 郭麗君 張福君 牛淑玲
(1.吉林大學(xué)畜牧獸醫(yī)學(xué)院,吉林 長(zhǎng)春 130062;2.吉林省正方實(shí)業(yè)股份有限公司,吉林 梅河口 135000)
脂肪酸結(jié)合蛋白(fatty acid binding proteins,F(xiàn)ABPs)是細(xì)胞內(nèi)一類小分子蛋白,能將脂肪酸運(yùn)輸?shù)街舅嵫趸透视腿セ蛄字铣傻牟课?。肝臟型脂肪酸結(jié)合蛋白 (liver fatty acid binding protein,L-FABP)是FABPs家族中的一員,主要表達(dá)于肝臟組織和小腸中,具有127個(gè)氨基酸殘基和2個(gè)脂肪酸結(jié)合位點(diǎn)[1]。Wang等[2]研究表明,雞L-FABP基因可能是腹脂性狀的候選基因或與其主效基因連鎖。Huang[3]研究發(fā)現(xiàn),L-FABP可以加強(qiáng)吸收和轉(zhuǎn)運(yùn)長(zhǎng)中鏈脂肪酸到細(xì)胞核,促進(jìn)脂肪酸與具有調(diào)節(jié)基因表達(dá)功能的轉(zhuǎn)錄因子之間的相互作用。研究表明血液中脂肪酸的濃度和激素水平可以影響L-FABP基因的表達(dá)。Ockner等[4]發(fā)現(xiàn)高脂飲食可以增加大鼠肝臟和小腸中L-FABP的含量。
近年來,維生素E在肥肝生產(chǎn)中的應(yīng)用受到了很多的關(guān)注,維生素E在肥肝形成中主要起到抗氧化作用。周敏[5]通過在櫻桃谷鴨的填飼飼料中添加90 IU/kg維生素E,顯著降低了料肝比,提高了肥肝重、評(píng)定等級(jí),改善了肥肝的化學(xué)組成、感官品質(zhì)。
本試驗(yàn)在騾鴨的填飼日糧中添加不同水平的維生素E,利用RT-PCR技術(shù)檢測(cè)肝臟組織中L-FABP mRNA的相對(duì)表達(dá)量,分析維生素E對(duì)L-FABP基因表達(dá)的影響,同時(shí)進(jìn)一步探討該基因?qū)Ψ矢涡纬傻恼{(diào)控作用。
體重相近、健康的70日齡公騾鴨600只,由吉林省正方農(nóng)牧股份有限公司提供。
試驗(yàn)采用單因子設(shè)計(jì)方案,隨機(jī)分為4個(gè)處理組(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ組),每組 3 個(gè)重復(fù),每個(gè)重復(fù) 50 只。Ⅰ組為對(duì)照組,飼喂填飼日糧,Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ組為試驗(yàn)組,分別在填飼日糧基礎(chǔ)上添加40、90、140 mg/kg的維生素E。預(yù)飼期25 d,填飼期13 d。
預(yù)飼期日糧組成及營(yíng)養(yǎng)水平見表1,填飼日糧組成及營(yíng)養(yǎng)水平見表2。填飼飼料為流質(zhì),飼料與水的比例為1: 0.8。
表1 預(yù)飼期日糧組成及營(yíng)養(yǎng)水平
表2 填飼日糧組成及營(yíng)養(yǎng)水平
預(yù)飼期以舍飼為主,適當(dāng)放牧為輔,自由采食全價(jià)混合飼料,補(bǔ)充大量?jī)?yōu)質(zhì)青飼料,鍛煉騾鴨食道的擴(kuò)張性能。鴨舍保持清潔干燥,采光良好,溫度適宜。
在填飼前做好相應(yīng)的疫苗接種和消毒工作。填飼期實(shí)行一對(duì)一籠養(yǎng),自由飲水。每天填飼2次,時(shí)間分別為5:30和17:30。鴨舍通風(fēng)順暢,舍內(nèi)光線稍暗,周圍環(huán)境安靜,舍內(nèi)溫度保持在21~24℃。
于預(yù)飼期最后1 d(95日齡)和填飼結(jié)束時(shí)(108日齡),從各處理中隨機(jī)抽取12只騾鴨屠宰,采取適量肝臟組織,置于液氮冷凍保存。
1.6.1 總RNA的提取
采用Trizol提取總RNA,主要步驟如下:①取50 mg肝臟組織于研缽加液氮研磨,將研碎的組織置于2 ml的離心管中,加入1 ml Trizol(Invitrogen),混勻,室溫靜置5 min。②往離心管中加入200 μl氯仿,震蕩混勻,室溫靜置10 min。③4℃,12000×g離心18 min。④吸取上清液,加入500 μl異丙醇,輕微振蕩,室溫靜置 10 min。⑤4 ℃,12000×g離心10 min。⑥棄上清液,加入 1 ml、75%的冷乙醇,混勻。⑦ 4 ℃,7500×g離心5 min。⑧倒掉乙醇,室溫干燥至無色透明。⑨加入20 μl 0.1%DEPC水溶解RNA,-80℃保存。⑩用DNA/RNA Calculator儀器測(cè)定RNA的濃度和純度,瓊脂糖凝膠電泳檢測(cè)RNA的完整性。
1.6.2 cDNA的合成
取 1 μg總 RNA 按照 Bio RT Two Step RT-PCR kit(購(gòu)自杭州博日科技有限公司)操作說明反轉(zhuǎn)錄得到cDNA,-80℃保存。
1.6.3 引物的設(shè)計(jì)和合成
本研究采用鴨GAPDH基因?yàn)閰⒄栈?,根?jù)GenBank中查到的雞L-FABP基因序列(ID374015)和鴨GAPDH基因序列(AY436595),應(yīng)用Primer5.0軟件設(shè)計(jì)引物。兩對(duì)引物均由長(zhǎng)春華大中天生物技術(shù)有限公司合成。序列如下:
L-FABP-F:5'GCAGAATGGGAATAAGTT3'
L-FABP-R:5'TTGTATGGGTGATGGTGT3',產(chǎn)物片段長(zhǎng)度為101 bp。
GAPDH-F:5'ACTGTCAAGGCTGAGAATGG3'
GAPDH-R:5'TAAGACCCTCCACAATGCC3',產(chǎn)物片段長(zhǎng)度為90 bp。
1.6.4 L-FABP和GAPDH質(zhì)粒標(biāo)準(zhǔn)品的制備
選取4個(gè)樣品(每個(gè)處理一個(gè))的cDNA為模板,分別制作L-FABP基因和GAPDH基因的重組質(zhì)粒標(biāo)準(zhǔn)品。具體步驟如下:①分別擴(kuò)增L-FABP基因和GAPDH 基因。反應(yīng)體系:10×PCR Buffer,2 μl;dNTP Mixture(10 mM),0.4 μl;上游引物(5 μM),0.2 μl;下游引物(5 μM),0.2 μl;cDNA,2 μl;Taq 酶,0.4 μl;ddH2O,14.8 μl。反應(yīng)條件:L-FABP基因,94 ℃、5 min,94 ℃、30 s,48 ℃、30 s,72 ℃、30 s,72 ℃、5 min,35 個(gè)循環(huán);GAPDH 基因,95 ℃、5 min,95 ℃、30 s,53 ℃、30 s,72 ℃、40 s,72℃、10 min,35個(gè)循環(huán)。②利用瓊脂糖凝膠電泳分析擴(kuò)增產(chǎn)物,并回收純化。③將純化的PCR產(chǎn)物連接到pGEM-T載體上,并轉(zhuǎn)化到E.coliDH5α感受態(tài)細(xì)胞中。采用藍(lán)/白斑菌落篩選法鑒定陽性克隆。④提取質(zhì)粒,將鑒定正確的重組質(zhì)粒測(cè)序,應(yīng)用NCBI中的BLAST程序?qū)y(cè)序結(jié)果進(jìn)行同源性比較。⑤將測(cè)序正確的L-FABP和GAPDH基因的陽性重組質(zhì)粒進(jìn)行10倍梯度的稀釋,分別稀釋到原質(zhì)粒濃度的100、101、102、103、104五個(gè)水平。
1.6.5 實(shí)時(shí)熒光定量PCR反應(yīng)
通過不同梯度進(jìn)行擴(kuò)增,得出最佳的反應(yīng)體系和反應(yīng)條件。反應(yīng)體系為20.0 μl,具體如下:SYBR premix Ex TaqTM,10 μl;上游引物(10 μM),1 μl;下游引物(10 μM),1 μl;模板,2 μl;ddH2O,6 μl。反應(yīng)條件:94 ℃、3 min,94 ℃、30 s,58 ℃、1 min,40個(gè)循環(huán)。所有樣品的待測(cè)基因和內(nèi)參基因均照上述條件進(jìn)行。同時(shí),選取不同稀釋水平的質(zhì)粒標(biāo)準(zhǔn)品作為模板,進(jìn)行熒光定量PCR(與上述條件一致)。
應(yīng)用SPSS16.0軟件的One-Way ANOVA進(jìn)行方差分析,以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示結(jié)果,采用LSD法進(jìn)行多重比較。
以得到的Ct值為縱坐標(biāo),稀釋倍數(shù)的對(duì)數(shù)為橫坐標(biāo),建立標(biāo)準(zhǔn)曲線(見圖1和圖2)。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線,得到L-FABP 和 GAPDH 基因的標(biāo)準(zhǔn)方程(L:y=-3.716x+26.864;G:y=-3.433x+34)。
圖1 L-FABP標(biāo)準(zhǔn)曲線
圖2 GAPDH標(biāo)準(zhǔn)曲線
圖3 L-FABP擴(kuò)增曲線
圖4 GAPDH擴(kuò)增曲線
把每個(gè)樣品的Ct值代入標(biāo)準(zhǔn)曲線方程,算出樣品的拷貝數(shù)。樣品L-FABP mRNA相對(duì)表達(dá)量=樣品L-FABP基因拷貝數(shù)/樣品GAPDH基因拷貝數(shù)。
由表3見:填飼結(jié)束后,與95日齡相比,騾鴨肝臟中 L-FABP mRNA 的相對(duì)表達(dá)量顯著升高(P<0.05);填飼結(jié)束后,各試驗(yàn)組肝臟中L-FABP mRNA的相對(duì)表達(dá)量顯著高于對(duì)照組(P<0.05);Ⅱ組肝臟中LFABP mRNA的相對(duì)表達(dá)量最高,且與Ⅲ組、Ⅳ組差異顯著(P<0.05)。
表3 不同維生素E水平對(duì)騾鴨肝臟L-FABP mRNA表達(dá)量的影響
L-FABP是FABPs中的一員,對(duì)軟脂酸鹽、油酸和硬脂酸鹽等長(zhǎng)鏈脂肪酸具有高度親和力。在肝臟,長(zhǎng)鏈脂肪酸通常被肝細(xì)胞膜上的FABP攝取,進(jìn)入細(xì)胞,L-FABP將其轉(zhuǎn)運(yùn)到線粒體、過氧化物酶體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)等細(xì)胞器進(jìn)行β-氧化、酯化,從而調(diào)控細(xì)胞內(nèi)的脂肪酸代謝。肝細(xì)胞中L-FABP的含量受多種因素的影響。馮愛娟等[6]發(fā)現(xiàn)高脂飲食會(huì)使大鼠L-FABP表達(dá)增強(qiáng),脂肪酸代謝失衡,引起脂肪肝的發(fā)生。徐國(guó)慶[7]研究表明L-FABP為鵝肥肝生產(chǎn)中的上調(diào)基因。本試驗(yàn)結(jié)果顯示,填飼結(jié)束后,與填飼前相比,騾鴨肝臟中L-FABP mRNA的相對(duì)表達(dá)量顯著升高,與上述報(bào)道一致。在填飼期間,騾鴨被飼喂大量富含碳水化合物的高能飼料,導(dǎo)致脂肪酸在肝細(xì)胞的大量合成并沉積,最終肝臟脂肪酸代謝失去平衡,發(fā)生組織學(xué)改變形成肥肝。為了適應(yīng)機(jī)體的變化,防止肝細(xì)胞內(nèi)大量游離脂肪酸的堆積引起細(xì)胞中毒,肝臟中L-FABP mRNA的表達(dá)量也相應(yīng)增加,從而保護(hù)了細(xì)胞膜的完整性,提高了肥肝品質(zhì)。
本試驗(yàn)研究表明,填飼日糧中添加維生素E能顯著提高肝臟中L-FABP mRNA的相對(duì)表達(dá)量,且當(dāng)維生素E添加量為40 mg/kg時(shí),騾鴨肝臟組織中L-FABP mRNA的相對(duì)表達(dá)量最高。維生素E對(duì)肝臟中LFABP mRNA表達(dá)量的影響能有以下兩個(gè)原因。一方面,維生素E在肥肝形成中發(fā)揮抗氧化作用,使β-氧化途徑降解的脂肪酸少于生成的脂肪酸,導(dǎo)致脂肪在肝細(xì)胞中大量堆積,進(jìn)而增加L-FABP mRNA的表達(dá)量。張小純等[8]研究發(fā)現(xiàn)維生素E能增加騾鴨肝臟中脂肪含量,改變脂肪酸組成。另一方面,維生素E具有調(diào)節(jié)信號(hào)傳導(dǎo)和基因表達(dá)的作用,維生素E可以誘導(dǎo)過氧化物酶體增殖物激活受體(peroxisome proliferator-activated receptors,PPARs)靶基因的表達(dá)(CAmpbell等,2002;De Pascale 等,2006)[9-10]。PPAR 在脂肪酸分解代謝率高的組織中高表達(dá),如肝臟、腎臟等,通過誘導(dǎo)線粒體和過氧化物酶體氧化水平及L-FABP基因表達(dá)來刺激脂肪酸分解代謝,L-FABP是PPAR重要的靶基因。因此,維生素E可能直接對(duì)L-FABP基因的表達(dá)進(jìn)行調(diào)控。
本試驗(yàn)研究表明,高能量填飼日糧可以顯著的提高騾鴨肝臟L-FABP mRNA表達(dá)量,說明L-FABP基因參與了肥肝品質(zhì)的調(diào)控。填飼日糧中添加維生素E可以顯著提高騾鴨肝臟組織中L-FABP mRNA的表達(dá)量,維生素E可能通過影響肝臟L-FABP mRNA的表達(dá)量,維持肝臟脂肪酸代謝的平衡,保證騾鴨肥肝的品質(zhì)。
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