超营养剂量硒对肉鸡硒蛋白基因及胰岛素信号相关基因表达的影响

摘要

硒在维持胰腺正常功能方面发挥着重要作用，胰腺是鸡硒缺乏最敏感的器官，缺硒可严重影响胰腺生长及功能，如引起胰腺变性、坏死、萎缩和纤维化，但超营养剂量的硒对鸡胰腺的生长及分泌功能的影响尚不清楚。胰岛素主要由胰腺分泌，而硒被认为具有胰岛素样作用，硒可能通过对胰岛素作用的靶组织中胰岛素代谢产生影响而发挥其胰岛素样作用。硒在生物机体内主要通过硒蛋白发挥作用，超营养剂量硒对雏鸡胰岛素代谢相关组织中硒蛋白基因及胰岛素信号相关基因表达的影响还不清楚，本实验旨在探究超营养硒对雏鸡生长性能、抗氧化参数、硒蛋白基因表达、胰岛素代谢相关指标及基因表达影响，初步探明超营养剂量硒添加条件下雏鸡重要代谢组织胰腺、肌肉和肝脏中硒蛋白基因与胰岛素信号相关基因表达发生了怎样的变化，从而为进一步研究这些差异表达的硒蛋白基因与胰岛素代谢可能存在的关系奠定基础。研究可望为探明硒在胰岛素功能维持及胰岛素代谢中发挥的生物学机制提供线索。
　　本实验选用160只一日龄健康科宝肉鸡，随机分成2个处理组(n=80)，每个处理组4个重复，每个重复20只鸡。分别饲喂对照日粮(Se，0.3 mg/kg)和高硒日粮(Se，3.0 mg/kg)，本实验采用玉米-大豆型日粮，经过加工处理得到基础日粮。试验期6周，期间观察雏鸡生长情况，测定其生长性能，分别在2、4、6周时，每个处理选4只鸡宰杀，采集血样和组织样（肝脏、胰腺和肌肉），用于测定硒含量、抗氧化指标、胰岛素相关指标、组织中硒蛋白基因及胰岛素信号相关基因RT-qPCR检测。实验结果如下:
　　1.生长性能及生理生化指标测定结果
　　高硒摄入显著降低了肉鸡的生长性能，肉鸡4周、6周及全期肉鸡的日增重(Average day gain，ADG)和日采食量(Average day feed intake，ADFI)显著下降(P＜0.05)，但各阶段及全期料肉比(Feed conversation rate，FCR)未受影响(P＞0.05)。超营养硒日粮极显著增加了肉鸡各个生长阶段血清和肝脏中的硒含量(P＜0.01)，且肝脏中硒沉积高于血。与正常硒添加组相比，高硒日粮组第4周血清谷胱甘肽过氧化物酶（Glutathione peroxidase，GSH-PX）活性提高了37％(P＜0.01)，丙二醛(Malondialdehyde，MDA)降低了35％(P＜0.05)。高硒提高了雏鸡4周肝脏中超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）活性及MDA的含量(P＜0.05)，而总抗氧化能力（Total antioxidant capacity，T-AOC）降低了8％(P＜0.05)。在肌肉组织中高硒日粮分别提高了2、4、6周肌肉中GSH-PX活性达1.8，2.2和2.8倍(P＜0.01)，同时也提高了2周肌肉SOD活性(P＜0.05);2周胰腺中GSH-PX、T-AOC和MDA均显著性增加(P＜0.05)。高硒显著提高胰腺第2周和第4周SOD活性，在第4周时，较对照组提高2.7倍(P＜0.05)。测定了血清中胰岛素(Insulin)、血糖(Glucose)、甘油三酯(Triglyceride，TG)及胆固醇(Total cholesterol，TCH)含量，发现高硒日粮显著增加了2周肉鸡血清胰岛素含量，显著性降低了血糖水平(P＜0.05)，随着日龄增长，差异逐渐减小。高硒日粮还显著增加了2周和4周血清TG含量(P＜0.05)，和第6周血清TCH含量(P＜0.05)。
　　2.硒蛋白基因定量检测结果
　　高硒日粮饲喂4周后上调了雏鸡肝脏中2个硒蛋白基因(Seli和Selx)和胰腺中5个硒蛋白基因（GPx3，TR1，Dio3，Selm和Seli）表达;下调了肝脏中Dio1和Selt，肌肉中Diol，Seli和Selp，以及胰腺中Sephs2 mRNA表达量。
　　日粮添加高硒(3.0 mg/kg)与对照组(0.3 mg/kg)相比，上调了肝脏中7个硒蛋白基因（TR1，TR3，Selm, Seli, Sepx1，Sepn1 andSephs2），肌肉中有12个硒蛋白基因(GPxl，GPx2，TR1，TR3，Dio2，Selk, Selo，Selu，Seli，Sepn1，Selw，Sephs2)和胰腺中的Sephs2的表达;与此同时，也降低了硒蛋白基因mRNA表达水平。这些基因包括肌肉中3个硒蛋白基因(Diol，Selm，Selp)，肝脏中4个硒蛋白基因（GPx1，Selu，Selk和Selw）和胰腺中使7个硒蛋白(Selm, GPx1，GPx3，GPx4, Dio3，Selk, Selp)，随着高硒饲喂日龄增加，受影响的硒蛋白基因数量增加。
　　3.胰岛素信号相关基因定量结果
　　在4周龄时，与对照组比较，高硒日粮上调了肝脏中Hnf4A和Ucp;肌肉中Pdx1和胰腺中的Hnf4A和Irs1;下调了肌肉组织中的Irs1和slc2A;胰腺中的Hnf1A的表达。
　　高硒日粮饲喂雏鸡6周龄，与对照组相比，上调了肌肉组织中4个胰岛素信号相关基因(Foxo1，Hnf4A，Irs2和Pi3k)，肝脏中3个胰岛素信号相关基因（GCG, Hnf4A，Slc2A2）和胰腺中2个胰岛素信号相关基因（Hnf4A和Irs2）的表达;与此同时，下调了肌肉组织中有3个胰岛素信号相关基因(Akt1，GCG和Ir)和胰腺中有5个胰岛素信号相关基因(Akt1，Foxo2, Ins, Pi3k和Ucp)的表达。高硒饲喂时间越长，受影响的基因越多。
　　结论:超营养剂量硒日粮摄入降低了雏鸡的生长性能，提高了雏鸡血清和肝脏中硒的储存。高硒对血液及组织中抗氧化酶活具有显著的影响，同时增加了血清中胰岛素、甘油三酯及胆固醇的含量并降低了血糖含量。基因定量分析结果显示高硒饲喂影响雏鸡胰腺、肝脏和肌肉组织中硒蛋白基因表达，并且随饲喂周期增长，受影响的硒蛋白基因数量增多，与此同时高硒日粮显著影响上述组织中胰岛素信号相关基因的表达，并且随日粮高硒饲喂时间增长，受影响基因个数增加。上述研究结果表明，硒与胰岛素功能维持存在紧密关系，硒可能是通过硒蛋白基因表达而发挥其类胰岛素功能。

目录

论文说明

声明

摘要

缩写符号说明

1．绪论

1．1 引言

1．2 文献综述

1．2．1 硒在动物体内的分布规律及存在形式

1．2．2 硒蛋白

1．2．3 日粮硒水平对动物硒蛋白基因表达的影响

1．2．4 胰岛素代谢及相关基因

1．2．5 硒和胰岛素代谢的关系

1．3 存在的问题、研究目标及内容

1．3．1 存在的问题

1．3．2 研究目标

1．3．3 研究内容

1．3．4 技术路线

2．材料和方法

2．1 主要试验试剂与仪器

2．1．1 主要试验试剂

2．1．2 主要试验仪器

2．2 试验动物及设计

2．2．1 日粮配方

2．2．2 饲养管理

2．2．3 样品的采集及保存

2．2．4 试验研究的指标测定

2．2．5 数据处理

3．实验结果

3．1 高硒对雏鸡生长性能的影响

3．2 高硒日粮对血清及肝脏硒含量的影响

3．3 高硒日粮对雏鸡血清和组织抗氧化指标的影响

3．3．1 高硒日粮对血清抗氧化参数的影响

3．3．2 高硒日粮对胰腺抗氧化参数的影响

3．3．3 高硒日粮对肝脏抗氧化参数的影响

3．3．4 高硒日粮对肌肉中抗氧化参数的影响

3．4 高硒日粮对雏鸡血清中胰岛素相关指标的影响

3．4．1 高硒日粮对雏鸡血清中葡萄糖及胰岛素含量的影响

3．4．2 高硒日粮对雏鸡血清中甘油三酯(TCH)、胆固醇(TG)水平的影响

3．5 高硒日粮对雏鸡各组织硒蛋白基因表达的影晌

3．5．1 高硒日粮对4周龄雏鸡各组织硒蛋白基因表达的影响

3．5．2 高硒日粮对6周龄雏鸡各组织硒蛋白基因表达的影响

3．6 高硒日粮对雏鸡各组织胰岛素信号相关基因表达的影响

3．6．1 高硒日粮对4周龄雏鸡各组织胰岛素信号相关基因表达的影响

3．6．2 高硒日粮对6周龄雏鸡各组织胰岛素信号相关基因表达的影响

4．讨论

4．1 高硒日粮对雏鸡生长性能的影响

4．2 高硒日粮对血清及肝脏硒沉淀的影响

4．3 高硒日粮对抗氧化参数的影响及与胰岛素分泌的相关性

4．3．1 高硒日粮对雏鸡各组织抗氧化性能的影响

4．3．2 抗氧化性能与胰腺中胰岛素分泌的相关性

4．4 高硒日粮对血糖、胰岛素、TG和TCH的影响

4．5 高硒日粮对组织胰岛素信号相关基因的影响

4．5．1 高硒日粮对肝脏和肌肉胰岛素信号相关基因的影响

4．5．2 高硒日粮对胰腺中胰岛素信号相关基因的影响

4．6 高硒日粮对硒蛋白基因的影响

4．7 硒蛋白对胰岛素代谢的影响

4．7．1 GPx1对胰岛素代谢的影响

4．7．2 其他硒蛋白基因对胰岛素代谢的影响

5．结论和展望

5．1 结论

5．2 展望

参考文献

致谢