吳 雨,苑洪霞,陳 祥*
(1.貴州大學高原山地動物遺傳育種與繁殖教育部重點實驗室,貴州貴陽 550025;2.貴州大學動物科學學院,貴州省動物遺傳育種與繁殖重點實驗室,貴州貴陽 550025)
過氧化物酶體增殖物激活受體γ(Peroxisome Proli ferators-activated Receptorsγ,PPARγ)屬于激素核受體家族,是核激素受體家族中受配體激活的核內(nèi)轉(zhuǎn)錄因子,具有3種亞型:PPARα、PPARβ/δ和PPARγ,在調(diào)控脂肪細胞分化和調(diào)控中起重要作用[1]。PPARγ作為脂肪分化的關鍵調(diào)控轉(zhuǎn)錄因子,通過影響脂肪酸及其衍生物的生成發(fā)揮調(diào)節(jié)脂肪細胞的增殖和分化功能,不僅能促進脂肪細胞分化,增加脂肪細胞數(shù)量,還可間接影響其他脂肪沉積相關基因[2]。脂肪酸合成酶(Fatty Acid Synthase,F(xiàn)AS)是體內(nèi)脂肪合成的關鍵酶,最早由Wakil等[3]從鵝肝臟勻漿中發(fā)現(xiàn),位于細胞胞漿內(nèi),通過催化乙酰CoA和丙二酰CoA生成長鏈脂肪酸,屬于神經(jīng)生長因子受體與腫瘤壞死因子受體超家族成員[4]。相關研究表明FAS基因與多種腫瘤的發(fā)生存在密切聯(lián)系[5-6],腫瘤細胞可通過各種細胞信號轉(zhuǎn)導途徑刺激脂肪酸合成酶異常表達,從而促使脂肪酸合成[7]。白洗豬是貴州地方優(yōu)良品種,原產(chǎn)于施秉縣白洗鄉(xiāng)(今柳塘鎮(zhèn)),具有耐粗飼、適應性強、肉質(zhì)優(yōu)良等特點,深受當?shù)厝罕娤矏踇8]。蘇太豬是利用杜洛克豬和梅山豬及二花臉豬雜交合成而培育的品種,具有繁殖性能高、生長速度快、瘦肉率高、肉質(zhì)鮮美等優(yōu)點[9],在前期實驗中通過雜交實驗獲得蘇白雜交F1代(SBF1代)。本實驗以白洗豬及SBF1代作為實驗對象,采用實時熒光定量PCR技術檢測2個豬種不同組織中PPARγ與FAS基因mRNA水平的表達規(guī)律,為進一步研究白洗豬和SBF1代豬脂肪沉積的調(diào)控提供基礎依據(jù)。
1.1 實驗材料 實驗動物來自貴州省白洗豬種質(zhì)資源保護基地,選取飼養(yǎng)條件相同體重相近的10月齡無疾病白洗豬和SBF1代,采取心臟、肝臟、脾臟、肺臟、腎臟、胃、皮下脂肪和背最長肌8個組織樣。包裝編號,放入液氮罐中保存,帶回實驗室。
1.2 主要試劑 Trizol、氯仿、異丙醇,均為市購;Revert AidTM、FirstStrand cDNA Synthesis、熒光染料UItraSYBR Mixture(With ROX)、DNA Marker1000、2×Taq MasterMix,購自北京康為世紀生物科技有限公司。
1.3 實驗方法
1.3.1 總RNA的提取、檢測及cDNA第一條鏈合成 按照Trizol法提取白洗豬及SBF1代各組織器官中的總RNA,用超微量紫外分光光度計測定其濃度和OD值,再用1%瓊脂糖凝膠電泳檢測其純度和完整性。根據(jù)Revert AidTMFirst Strand cDNA Synthesis試劑盒說明書對總RNA進行逆轉(zhuǎn)錄,反應體系為40 μL:RNA Template 2 μL(800 ng/μL),Oligo(dT)18Primer 2 μL,RiboLock RNase Inhibitor 2 μL,ReverAid RT 2 μL,10 mmol/L dNTP Mix 4 μL,5×RT Buffer 8 μL,Nucleasefree Water補足至40 μL。反應條件:42℃孵育60 min,70℃孵育5 min。將逆轉(zhuǎn)錄后的cDNA為模板進行普通PCR擴增,用1%的瓊脂糖凝膠電泳檢測擴增產(chǎn)物(cDNA置于-20℃冰箱保存)。
1.3.2 引物的設計與合成 根據(jù)GenBank中收錄的豬(Sus scrofa)PPARγ基因(NM:214379.1)和FAS基因(NC_010456.4)mRNA序列設計引物,選用甘油醛-3-磷酸脫氫酶(Glyceraldehyde-3-phosphate Dehydrogenase,GAPDH)基因作為qRT-PCR實驗中內(nèi)參基因。運用Primer Premier5.0在線軟件設計特異性熒光引物(表1),引物由上海生工生物工程技術服務有限公司進行合成。
1.3.3 實時熒光定量PCR 采用SYBR Green熒光染料法在熒光定量PCR儀上進行實時熒光定量。反應體系為10 μL:2×UItraSYBR Mixture 5.8 μL,PrimerSense 0.6 μL,Primer Anti-sense 0.6 μL,cDNA模板 2 μL(800 ng/μL),ddH2O 1 μL。反應條件:95℃ 10 min,95℃ 13s,58℃28s,循環(huán)45次后進行溶解曲線分析,以每5 s上升0.5℃的速率從60℃升高到95℃,每個樣品檢測做3個重復,取平均值。
表1 熒光定量引物信息
1.3.4 統(tǒng)計分析 以GAPDH基因為內(nèi)參,對不同基因在組織中的表達按照2-△△Ct法計算。目的基因相對表達量=2-△△Ct,其中△△Ct=(目的基因Ct值-內(nèi)參基因Ct值)-(各組織Ct值-對照組織Ct值),用Spss18.0軟件進行方差分析。
2.1PPARγ、FAS基因在各組織PCR擴增產(chǎn)物的檢測 由圖1可見,擴增產(chǎn)物條帶明亮、清晰且未發(fā)現(xiàn)有引物二聚體,可用于下一步實驗。
2.2 實時熒光定量PCR的擴增曲線和溶解曲線 擴增結(jié)果顯示,在各組織器官中PPARγ、FAS基因擴增曲線呈現(xiàn)完好的“S”形狀,曲線平滑未出現(xiàn)特殊趨勢。溶解曲線均呈單峰,峰值較好,無引物二聚體,無雜峰,達到實驗要求(圖2、圖3)。
2.3 白洗豬及SBF1代豬不同組織中PPARγ基因mRNA表達分析 由圖4可知,PPARγ基因在白洗豬和SBF1代豬8個組織中均有表達,白洗豬PPARγ基因表達趨勢依次為皮下脂肪>肝>脾>腎>肺>心>胃>背最長肌,其中,皮下脂肪組織中表達量極顯著高于其他各組織,其他7個組織器官之間表達差異不顯著。PPARγ基因表達量在SBF1代豬中表達趨勢為皮下脂肪>肝>脾>肺>腎>胃>背最長?。拘?,皮下脂肪組織中表達量極顯著高于其他各組織,其余的組織器官之間表達差異不顯著。比較白洗豬和SBF1代豬同一組織中PPARγ基因表達量,顯示白洗豬的皮下脂肪組織表達顯著高于SBF1代豬,其余組織表達不顯著。
2.4 白洗豬及SBF1代豬不同組織中FAS基因mRNA表達分析 由圖5可知,F(xiàn)AS基因在白洗豬和SBF1代豬的8個組織中均有表達,白洗豬FAS基因表達量依次為皮下脂肪>腎>肝>脾>肺>背最長?。疚福拘?,其中,皮下脂肪組織中表達量極顯著高于其他各組織,其他7個組織器官之間表達差異不顯著。FAS基因表達量在SBF1代豬中高低順序為皮下脂肪>肝>脾>背最長?。灸I>胃>肺>心,皮下脂肪組織中表達量極顯著高于其他各組織,其余的組織器官之間表達差異不顯著。比較白洗豬和SBF1代豬同一組織中FAS基因表達量,顯示FAS基因在2個豬種的皮下脂肪組織表達量達到差異顯著水平,SBF1代豬的皮下脂肪組織表達量高于白洗豬,其余表達不顯著。
有關研究表明,PPARγ處于脂肪細胞分化調(diào)控網(wǎng)絡中心位置[10],對脂肪細胞早期分化起到不可或缺的作用。研究表明在成纖維細胞中過表達PPARγ可以促使其向脂肪細胞分化[11],在脂肪分化沉積過程中,PPARγ與CCAATT增強子結(jié)合蛋白α通過相互正反饋調(diào)節(jié)來促進脂肪分化與脂質(zhì)沉積[12],尚未發(fā)現(xiàn)細胞可以在PPARγ缺失的情況下向脂肪細胞分化。本實驗以PPARγ為研究對象,對白洗豬和SBF1代的8個組織PPARγ基因mRNA進行表達水平檢測,實驗結(jié)果與PPARγ基因mRNA在肉牛[13]、肉雞[14]和八眉豬[15]中結(jié)果一致,說明PPARγ對不同物種的脂肪沉積都具有重要作用,且表達特異性趨于一致。本研究發(fā)現(xiàn)PPARγ基因白洗豬皮下脂肪組織的表達量顯著高于SBF1代,推測PPARγ基因更有利于白洗豬的脂肪沉積。
FAS在哺乳動物脂肪、肝臟、腎臟、肺臟等組織及細胞中均有表達。本實驗探究了FAS基因在白洗豬和SBF1代豬8個不同組織中的表達,結(jié)果與陳妍[16]對八眉豬、馬麗[17]對馬身豬和大白豬的研究結(jié)果一致。本研究結(jié)果顯示,F(xiàn)AS基因在白洗豬皮下脂肪組織的表達量顯著低于SBF1代,推測FAS基因?qū)BF1的脂肪沉積效果更顯著。
綜上,PPARγ基因和FAS基因在2個豬種的皮下脂肪中均高表達,且與其他組織差異極顯著,在白洗豬皮下脂肪組織中,PPARγ基因表達量高于FAS基因,在SBF1代豬皮下脂肪組織中,F(xiàn)AS基因表達量高于PPARγ基因,說明PPARγ基因和FAS基因都能促進白洗豬和SBF1代豬的脂肪沉積,但作用效果不同。推測PPARγ基因?qū)Π紫簇i脂肪沉積作用更大,而在SBF1代豬中FAS基因作用更顯著,故2個基因均可為影響白洗豬和SBF1代豬脂肪沉積的候選基因。