低出生体重大足黑山羊肝脏的脂质代谢及抗氧化机制研究

作     者：刘婷婷 

作者单位：西南大学 

学位级别：硕士

导师姓名：陈小川

授予年度：2022年

学科分类：0905[农学-畜牧学] 09[农学] 

主      题：低出生体重 大足黑山羊 肝脏 脂质积累 抗氧化能力 

摘      要：低出生体重（low birth weight,LBW）阻碍仔畜生长,并损害成年后代谢健康,降低饲料利用率,给畜牧业生产带来严重损失。本课题组前期研究发现重庆大足黑山羊的低出生体重发生率呈季节性变化,夏季和冬季体重较低,但这些低出生体重羔羊在后天生长过程中的代谢情况尚未得到评价,造成相关损伤的调控机理和关联通路还有待进一步确认。肝脏是体内重要的代谢器官。作为激活抗氧化酶转录的调控因子,Nrf2在肝脏脂代谢中发挥重要作用,但在反刍动物肝脏中的研究尚未报道。且在低出生体重反刍动物中,Nrf2通路对肝脏脂代谢与氧化应激的具体互作机制还不明确。在本研究中,我们通过将正常出生体重组（NBW）与低出生体重组（LBW）羔羊进行比较,研究低出生体重羔羊肝脏的脂代谢与氧化应激表型,并解析肝脏的脂代谢紊乱与氧化应激机制。研究结果有助于分析影响动物生长等生产性状的内在原因,挖掘出相关代谢靶位点,为肉羊健康养殖及相关应用基础研究提供新线索。1、低出生体重羔羊的肝脏脂代谢及抗氧化功能表型研究以重庆地区特有山羊品种大足黑山羊为研究对象,分为NBW组及LBW组,每组各6只,30日龄时称重并屠宰取样。HE染色观察肝脏组织形态,ELISA检测肝脏糖脂代谢、抗氧化酶活力及ATP含量等指标。以细胞核n DNA为参考,采用q PCR方法检测肝脏线粒体DNA（mt DNA）基因拷贝数目水平。结果表明,与NBW组相比:（1）LBW组山羊肝脏组织内可见脂滴空泡,部分细胞边界模糊。（2）LBW组山羊肝脏中游离脂肪酸（FFA）水平上升1.80倍（P0.05）、甘油三酯（TG）水平上升1.56倍（P0.05）、胆固醇（TC）水平上升2.39倍（P0.05）,糖原水平无变化。（3）LBW组山羊肝脏中丙二醛（SOD）含量升高1.67倍（P0.05）,谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-PX）活力降低34%（P0.05）,超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化氢酶（CAT）活力无变化。（4）两组间mt DNA/n DNA的比值无差异。（5）LBW组肝脏中ATP水平无显著性变化。由此可见,低出生体重羔羊肝脏脂质呈堆积现象,抗氧化能力下降。2、基于转录组测序技术筛选调控低出生体重羔羊肝脏的差异表达基因,分析可能参与的生物信号通路通过对NBW组及LBW组的两组羔羊肝脏组织进行转录组测序分析,发现差异显著基因共204个,其中上调基因86个,下调基因118个。GO和KEGG富集通路分析显示差异基因主要集中在脂质代谢、炎症反应及氧化调控等途径。此外,脂肪酸的生物合成和降解、脂质运输和氧化应激,诱导低出生体重山羊的肝脏脂质积累。较低的抗氧化能力可能与持续的促炎反应相互作用,导致低出生体重羔羊成年后肝脏损伤的风险增高。3、探究低出生体重羔羊肝脏脂质代谢紊乱与氧化应激之间的联系采用qPCR、Western blotting技术从分子层面探索肝脏脂代谢与氧化应激相关调控通路。结果表明,与NBW组相比,脂代谢途径:（1）LBW组羔羊肝脏中APOA1 m RNA表达水平呈下降趋势（P=0.07）,FABP3、PPARα、PLIN5、APOA5m RNA表达水平无显著性变化。抗氧化途径:（2）LBW组羔羊肝脏中GPX3 m RNA表达水平下降86%（P0.01）,Nrf2 m RNA表达水平呈下降趋势（P=0.06）,HO-1、SOD2、GPX2 m RNA表达水平无显著性变化。（3）LBW组羔羊肝脏中Nrf2蛋白表达水平下降63%（P0.01）,Keap1蛋白表达无显著性变化。（4）LBW组羔羊肝脏中氧化磷酸化复合物蛋白表达水平无显著性变化。炎症因子途径:（5）LBW组羔羊肝脏中TNF-α蛋白表达水平升高1.49倍（P0.01）。凋亡途径:（6）LBW组羔羊肝脏中BAX、BCL-2、Caspase3、Caspase8 m RNA表达水平无显著性变化。由此可见,低出生体重羔羊肝脏Nrf2-GPX调节途径受损导致氧化损伤,与被激活的炎症信号相互作用,加剧了代谢性疾病的发展。综上所述,低出生体重羔羊肝脏表现出了正常生长发育受损,异常的脂质代谢、较低的抗氧化能力及持续的促炎反应,加速了肝脏代谢性疾病的发生。因此,研究低出生体重大足黑山羊肝脏的脂质代谢及抗氧化机制,对解决相关代谢性疾病、优化国家重要家畜品种资源的生产性能有重要意义。