农业生物技术学报

作者：单保森, 刘鑫, 罗武, 邵勇钢, 韦伟, 陈杰, 张立凡

单位：1 南京农业大学 动物科技学院,南京 210095;2 南京农业大学 动物科学类国家级教学示范中心,南京 210095;3 新疆农业大学 动物科学学院,乌鲁木齐 830052

关键词：过氧化氢酶基因(CAT),小干扰RNA(siRNA),二花脸猪,前体脂肪细胞分化,

基金：转基因生物新品种培育重大专项课题(No. 2018ZX0800928B)、江苏省自然科学基金(No. BK20181319)和国家科技支撑计划(No. 2015BAD03B01)

皮下脂肪沉积作为影响猪(Sus scrofa)生长和肉质的主要因素之一,在养猪生产中一直都是被关注的焦点问题。过氧化氢酶(catalase, CAT)是一种广泛存在于机体氧化代谢过程中的关键抗氧化酶,在动物的脂肪沉积中发挥着重要的作用。为了探究CAT基因在猪皮下前体脂肪细胞分化中的作用,本研究首先通过qRT-PCR检测CAT基因在二花脸猪皮下前体脂肪细胞分化过程中的表达变化,以及在二花脸猪不同组织的表达谱变化;通过小干扰RNA (small interfering RNA, siRNA)抑制内源CAT基因表达,运用油红O染色检测皮下前体脂肪细胞的分化能力;同时qRT-PCR检测沉默CAT基因后,前体脂肪细胞中过氧化物酶体增殖物激活受体γ基因(peroxisome proliferator activated receptor γ, PPARγ)、CCAAT增强子结合蛋白α基因(CCAAT enhancer binding protein α, C/EBPα)、脂肪酸结合蛋白4基因(fatty acid binding protein 4, FABP4)、载脂蛋白E基因(apolipoprotein E, ApoE)、脂联素基因(adiponectin, C1Q and collagen domain containing, ADIPOQ)、围脂滴蛋白1基因(perilipin 1, PLIN1)和激素敏感脂肪酶基因(hormone-sensitive lipase, HSL)等脂肪分化相关基因的表达变化;并进一步检测超氧化物歧化酶2基因(superoxide dismutase 2, SOD2)、谷胱甘肽合成酶基因(glutathione synthetase, GSS)、过氧化物酶3基因(peroxiredoxin 3, PRDX3)等抗氧化酶相关基因的表达变化。结果显示,CAT基因主要在猪皮下脂肪、肾脏和肝脏组织中表达,且在猪皮下脂肪组织的表达极显著高于肌内脂肪组织(P<0.01)。在二花脸猪皮下前体脂肪细胞分化过程中,CAT基因的表达均显著升高(P<0.05或P<0.01),其中第4 d表达量最高。降低CAT基因的表达可显著增加细胞中的过氧化氢(H2O2)含量(P<0.01)和抑制猪皮下前体脂肪细胞的甘油三酯水平(P<0.05),尽管其对PPARγ、C/EBPα、FABP4、ApoE等基因的表达没有显著影响(P>0.05),但可以显著降低ADIPOQ (P<0.05)、PLIN1基因的表达(P<0.01)和升高HSL基因的表达(P<0.05),而对抗氧化酶相关基因SOD2、GSS、PRDX3的表达则没有显著影响(P>0.05)。上述结果表明,干扰CAT基因可以抑制二花脸猪皮下前体脂肪细胞的分化和脂质沉积,这可能与其能够降低ADIPOQ和PLIN1等成脂基因的表达,同时促进HSL基因表达有关。本研究为进一步揭示CAT基因对猪脂肪生成的作用机制,以及通过氧化调控降低猪的皮下脂肪沉积提供新的科学依据。

来源：2019年第4期

《农业生物技术学报》期刊编辑部

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