Sirt1在猪脂肪细胞增殖分化过程中的调控作用

摘要

脂肪组织生物学(Adipobiology)证实脂肪细胞是与能量代谢有关的许多生理和病理过程中的一个重要调控子。在人类医学上，脂肪的蓄积会引起肥胖病及相关的代谢疾病；在畜牧生产上，动物体脂的过度沉积会导致畜产品品质下降。降低体脂沉积的关键在于控制脂肪细胞的增殖分化。脂肪细胞的增殖分化是一个动态平衡过程。这一过程受到许多激素、基因和信号转导通路的调控。Sirt1是一个新的脂肪细胞和肌细胞调控因子，通过与其靶基因FoxO1相互作用，参与细胞增殖、分化、衰老、凋亡和代谢过程，可能是降脂的一个关键候选基因。因此，本实验以自然肥胖程度最高的动物——猪为研究对象，克隆猪Sirt1基因的cDNA序列，研究Sirt1的组织表达规律，探讨Sirt1在猪脂肪细胞增殖分化过程中的调控作用。主要研究结果如下： 1．PCR克隆得到的猪Sirt1基因cDNA序列长度为530 bp，GenBank登陆号为DQ868430。用Clustal W软件进行同源性比对，发现其与人、大鼠和小鼠Sirt1基因序列的同源性分别为94％、90％和88％。应用CDD软件分析发现，猪Sirt1蛋白具有Sirt家族的保守核心结构域。表明猪Sirt1在进化上较为保守。 2．利用SQ RT-PCR技术研究不同发育阶段猪Sirt1的组织表达规律。结果表明Sirt1在幼龄猪(3日龄)和成年猪(180日龄)的心脏、肝脏、脾脏、肺脏、肾脏、骨骼肌、皮下脂肪和内脏脂肪组织中均广泛表达，暗示Sirt1在猪的生长发育中具有广泛的生物学作用。在幼龄猪中，肺脏、肾脏和脾脏Sirt1 mRNA的表达较高，骨骼肌和皮下脂肪表达较低。在成年猪中，肾脏Sirt1表达丰度最高，脾脏次之，心脏中Sirt1表达量最低。而且，内脏脂肪Sirt1 mRNA表达显著高于皮下脂肪(P<0.05)，说明Sirt1可能是引起成年猪皮下脂肪和内脏脂肪组织脂肪沉积能力差异的重要原因之一。此外，在肝脏(P<0.05)、肾脏、皮下脂肪和内脏脂肪组织(P<0.01)中，成年猪Sirt1 mRNA表达丰度均高于幼龄猪，但成年猪骨骼肌中的Sirt1表达水平却显著低于幼龄猪(P<0.01)。这些结果暗示，Sirt1可能在不同生长发育阶段猪的体脂沉积和肌肉发育中发挥着不同的调控作用。 3．运用SQ RT-PCR技术研究了Sirt1在原代培养的猪前体脂肪细胞分化过程中的表达时序。结果表明，Sirt1在前体脂肪细胞和成熟脂肪细胞中均表达。因而推测Sirt1参与调控猪前体脂肪细胞的分化过程。在脂肪细胞分化的第2 d和3 d，白藜芦醇处理组细胞中Sirt1的mRNA表达显著高于对照组(P<0.01)。证实白藜芦醇是Sirt1的有效激活剂。 4．运用MTT、油红O染色及提取法和SQ RT-PCR等方法研究Sirt1的激动剂-白藜芦醇和抑制剂-烟酰胺对猪前体脂肪细胞增殖和分化的影响。结果表明100 μmol/L白藜芦醇具有显著抑制猪前体脂肪细胞增殖和分化的作用，并上调Sirt1 mRNA的表达，同时下调PPARy2和FoxO1 mRNA的表达。相反，300 μmol/L烟酰胺显著地促进猪前体脂肪细胞的增殖和分化，并下调Sirt1 mRNA的表达，同时上调FoxO1，PPARγ2，C/EBPα,aP2和LPL mRNA的表达。这些研究结果表明Sirt1的激活正调控猪前体脂肪细胞的增殖与分化，而Sirt1的抑制负调控猪前体脂肪细胞的增殖与分化。此外，由实验结果推测，Sirt1可能通过调控其靶基因FoxO1和脂肪细胞标志基因来影响猪前体脂肪细胞的增殖与分化。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：缩略词表(Abbreviation)

声明

文献综述

第一章Sirt家族概述

1.1 Sirt家族的发现与分类

1.2 Sirt蛋白的结构特点

1.3 Sirt家族成员的定位与表达

1.4 Sirt蛋白的生物学功能

第二章Sirt1在脂肪细胞和成肌细胞中的作用

2.1 Sirt1在脂肪细胞中的作用

2.2 Sirt1在成肌细胞中的作用

实验研究

前言

第三章猪Sirt1基因部分cDNA的克隆

3.1材料与方法

3.2.结果与分析

3.3 讨论

第四章猪Sirt1的组织表达差异

4.1材料与方法

4.2结果与分析

4.3讨论

第五章激活Sirt1对猪前体脂肪细胞增殖与分化的作用

5.1材料与方法

5.2结果与分析

5.3 讨论

第六章抑制Sirt1对猪前体脂肪细胞增殖与分化的作用

6.1材料与方法

6.2结果

6.3讨论

结论

进一步研究内容

参考文献

附录

致谢

作者简介