不同生长发育阶段猪肝脏葡萄糖转运蛋白的表达与定位
作者单位：山西农业大学
学位级别：硕士
导师姓名：贺俊平
授予年度：2021年
摘 要：目的:猪肝小叶组织形态学参数已有研究报道,由于现代猪品种的改良,显微测量技术的改进,本研究重新测量了不同生长发育阶段猪肝小叶的直径和面积以及肝细胞和细胞核的直径,为计算机三维虚拟仿真模型提供数据参考。肝脏是维持机体血糖稳定的主要器官,肝细胞摄取葡萄糖依赖细胞膜上的葡萄糖转运蛋白。有研究报道GLUT1、GLUT2、GLUT3、GLUT5和GLUT8高表达于人和大鼠肝脏,但猪肝脏葡萄糖转运蛋白的表达研究报道较少。本研究通过检测GLUT1、GLUT2、GLUT3、GLUT5和GLUT8在不同生长发育阶段猪肝脏中的表达与定位,为探讨肝细胞摄取葡萄糖来维持细胞内葡萄糖代谢以及机体血糖代谢平衡提供形态学基础。方法:本研究试验动物在山西农业大学动物科技学院实验动物基地饲养。分别选用胎猪（妊娠后期100 d左右）、3周龄（哺乳期）、7周龄（断奶期）、11周龄（生长期）、16周龄（生长期）、22周龄（育肥期）和26周龄（育肥期）不同生长发育阶段的健康长白母猪各3头。取动物肝脏组织,部分置于Bouin′s固定液中,用于组织形态学观察。部分置于液氮中,用于检测蛋白和m RNA表达。采用免疫组织化学技术、Western Blot和q RT-PCR技术检测了GLUT1、GLUT2、GLUT3、GLUT5和GLUT8在不同生长发育阶段猪肝脏的表达和定位,并与大鼠肝脏对比研究了这五种膜转运蛋白的表达定位。结果:1.不同生长发育阶段猪肝小叶和肝细胞的组织形态学变化肝小叶形态结构显示,胎猪肝小叶界线不明显,小叶间结缔组织较少。出生后3周龄左右的哺乳仔猪,门管区周围小叶间结缔组织开始形成,肝小叶尚未完全分隔。7周龄左右的断奶仔猪,肝小叶界线清晰,小叶间结缔组织完全形成。到22周龄左右的育肥猪,小叶间结缔组织发达,肝小叶界线非常明显。提示小叶间结缔组织在出生后,随着年龄的增长逐渐形成。肝小叶测量结果显示,出生后肝小叶直径和面积随着年龄的增长逐渐增大。肝细胞形态结构显示,胎猪肝细胞体积较大、外形较圆、界线清楚、排列紧密,胞质呈泡状。出生后3周龄左右的哺乳仔猪,肝细胞排列成索状,细胞界线不明显。肝细胞测量结果显示,胎猪肝细胞和肝细胞核直径较大,出生后肝细胞的直径随年龄增长逐渐增大,而肝细胞核随年龄增长逐渐缩小。2.不同生长发育阶段猪肝脏中葡萄糖转运蛋白的表达与定位免疫组织化学结果显示,GLUT1和GLUT5蛋白主要定位于不同生长阶段猪肝细胞的细胞质和细胞膜。GLUT2和GLUT8定位于相邻肝细胞的连接面和胆小管膜侧,其中GLUT8在细胞质中也有表达。GLUT3主要在肝细胞膜周围的细胞质表达。Western Blot和q RT-PCR结果显示,GLUT1、GLUT2、GLUT3、GLUT5和GLUT8蛋白和m RNA在不同生长发育阶段猪肝脏中均有表达。胎猪依靠胎盘从母体血液内获得葡萄糖和营养物质,而哺乳仔猪消化器官不发达,主要从乳汁中获得所需营养。与胎猪相比,哺乳仔猪肝脏GLUT3、GLUT5和GLUT8表达量上调;GLUT1和GLUT2表达量相对下调。断奶仔猪从哺乳阶段过渡到完全从饲料中获得所需的所有营养,消化系统发育不完善,尚未完全适应饲料的改变,也是猪生长发育过程中最关键的阶段。与胎猪相比,断奶仔猪肝脏GLUT1、GLUT2、GLUT3、GLUT5和GLUT8表达量都显著升高。生长育肥猪基本已经适应饲料的改变,主要是沉积蛋白质和脂肪,生长强度下降。与胎猪相比,生长育肥猪肝脏GLUT1、GLUT2、GLUT3、GLUT5和GLUT8表达量基本处于稳定水平。因此,GLUT1、GLUT2、GLUT3、GLUT5和GLUT8相对表达量在哺乳期和断奶期中逐渐上升,而在生长育肥期基本处于稳定水平。3.葡萄糖转运蛋白在不同日龄大鼠肝脏中的定位免疫组织化学结果显示,GLUT1、GLUT5和GLUT8在不同日龄大鼠肝细胞的细胞质和细胞膜表达。GLUT2主要定位于靠近肝血窦一侧的肝细胞基底外侧膜。GLUT3在肝细胞膜周围的肝细胞质中表达,靠近胆小管侧细胞质的表达比血窦侧更富集。结论:哺乳仔猪和断奶仔猪饲料中蛋白质含量高,能量饲料含量相对较低,因此仔猪对能量的需求较高,摄取葡萄糖的能力强,葡萄糖转运蛋白表达量较高。而生长育肥阶段能量饲料含量较高,葡萄糖的需求相对降低,葡萄糖转运蛋白的表达量处于稳定水平。提示不同生长发育阶段猪采食不同的饲料能影响肝脏葡萄糖转运蛋白的表达,为现代养猪业生产提供形态学依据和理论指导。
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