Apelin基因的表達規(guī)律及其在脂肪代謝中的調(diào)控作用.pdf

1、對脂肪組織的研究，不僅有助于動物產(chǎn)品質(zhì)量的提高，還可以為肥胖、糖尿病、高血壓等多種疾病提供一定的理論依據(jù)，為該類藥物的開發(fā)提供新思路。脂肪組織不僅可以儲存能量，而且可以分泌Apelin、瘦素（Leptin）、抵抗素(Resistin)等脂肪因子。它們通過自分泌、旁分泌的方式調(diào)控脂肪代謝和脂肪細胞的分化，參與肥胖及相關疾病的病理過程，因此對這些脂肪因子的研究顯得尤為重要。Apelin在2005年被確定為脂肪因子，它是G蛋白偶聯(lián)的受體血管緊

2、張素Ⅱ受體樣蛋白-J（APJ）的天然配體，在鼠類和人類的皮下脂肪組織中發(fā)現(xiàn)了Apelin的mRNA和蛋白質(zhì)的表達。進一步研究發(fā)現(xiàn)Apelin可增加整體能量的消耗，提高胰島素的敏感性從而抑制胰島素抵抗的發(fā)生，與肥胖引起的多種疾病有重要關聯(lián)。雖然目前Apelin基因已經(jīng)在一些動物中被克隆，但在豬這種重要的模式生物中尚未見該基因克隆及功能驗證的報道。小檗堿（Berberine）又名黃連素，研究表明小檗堿通過AMPK信號通路改善小鼠糖脂代謝狀況

3、，從而降低肥胖小鼠體重。PPARγ和C/EBPα是成熟脂肪細胞形成過程中的關鍵基因，小檗堿可以降低這些關鍵基因的表達量，從而抑制脂肪細胞的分化[1,2]。但目前關于小檗堿對Apelin基因表達的影響未見報道。
　　本試驗首先以豬的脂肪組織為研究材料，克隆Apelin基因片段；運用半定量RT-PCR技術探究Apelin基因在豬的7個不同組織間的表達規(guī)律，同時比較物種間Apelin基因的表達變化，研究種屬間的表達差異；使用不同濃度的小

4、檗堿處理健康SD大白鼠，取其皮下和腎臟周圍的脂肪組織，采用反轉錄PCR和蛋白質(zhì)印跡技術檢測小檗堿對Apelin、PPARγ、LPL、LXRα等基因表達的影響，探討小檗堿在機體內(nèi)發(fā)揮降脂的分子作用機制；最后對Apelin基因進行生物信息學分析，并建立生物進化樹對其親緣關系進行預測，進一步研究Apelin基因的生物學功能，并為小檗堿在體脂沉積方面的應用提供理論依據(jù)。
　　研究結果如下：
　　1、豬Apelin基因的克隆。以豬的脂

5、肪組織總RNA反轉錄的cDNA第一鏈為模板，采用逆轉錄PCR等技術克隆出豬的Apelin基因片段，片段長度為267bp。獲得的Apelin基因序列為探究豬的組織差異表達等研究提供了基因材料和理論依據(jù)。
　　2、Apelin基因組織表達差異研究。以β-actin為參照基因，豬和SD大鼠的7個不同組織為材料，采用逆轉錄PCR技術研究Apelin基因在各組織中的表達情況，進一步研究Apelin基因的生物學功能。結果表明：Apelin基因

6、在物種各組織間表達量不均衡，且在脂肪組織中的表達量最高。不同物種間Apelin基因的組織表達差異比較發(fā)現(xiàn)，SD大鼠和豬的表達規(guī)律有一定的差異，但在脂肪組織中Apelin基因的表達量均遠遠高于其它組織中Apelin基因的表達量，暗示Apelin基因在脂肪代謝過程中有關鍵作用。
　　3、小檗堿對Apelin基因及其它脂肪代謝相關基因表達的研究。為進一步探究小檗堿在發(fā)揮降脂作用時，Apelin基因表達的變化及其在脂肪代謝中的作用，本試驗

7、使用不同濃度的小檗堿對SD大鼠進行活體灌胃處理，分別取其脂肪組織，與對照組相比。結果顯示：LPL、LXRα基因的轉錄水平顯著下降，相反Apelin基因的轉錄水平上調(diào)；PPARγ基因在m RNA表達受到抑制的同時其蛋白表達量也明顯下降，暗示小檗堿可以降低脂肪細胞的分化，同時也表明Apelin基因具有抑制脂肪生成的作用。
　　4、Apelin基因的生物信息學分析及親緣關系研究。生物信息學是計算機知識和生物學知識相結合的現(xiàn)代熱門學科，可

8、以對生物的高級結構進行綜合分析，進而推測其生物學功能及意義。本試驗運用生物信息學技術了解Apelin基因的高級結構，得到大鼠的Apelin蛋白是一種跨膜蛋白。二級結構中，無規(guī)則卷曲較多，可以形成二硫鍵。對Apelin蛋白結構功能域分析得出其含有1個低組分復雜性區(qū)域和1個跨膜區(qū)，且人與大鼠的Apelin蛋白結構功能域極其相似。進行人與大鼠的Apelin基因序列同源性及系統(tǒng)發(fā)育分析，發(fā)現(xiàn)鼠與的Apelin基因的同源性高，有比較近的親緣關系。