营养素对基因表达的调控课件.pptx

1、中国62%印度6%印尼5%越南5%孟加拉国2%挪威2%泰国2%埃及1%其它15%世界水产养殖分布世界水产养殖分布研 究 现 状研究背景研究背景水产养殖与脂肪蓄积（FAO,2014）中国62%合成分解代谢失衡，导致脂肪严重沉积研究背景研究背景脂代谢平衡合成分解研究背景研究背景过氧化物体增殖剂激活受体（PPAR）PPAR 是脂肪分解代谢的核心调控受体（Costet,P.,1998）研究背景研究背景Fibrates（贝特类）（贝特类）PPAR配基 配配 基基脂肪酸脂肪酸类二十烷类类二十烷类GW409544GW409544除草剂、塑除草剂、塑化剂化剂贝特贝特类类非固醇类抗非固醇类抗炎药炎药非诺贝特是非

2、诺贝特是PPAR最成熟的激活配基之一最成熟的激活配基之一ControlFenofibrate研究现状研究现状鱼类PPAR研究现状牙鲆牙鲆草鱼草鱼虹虹鳟鳟军曹军曹鱼鱼鲻鲻鱼鱼团头团头鲂鲂黄颡黄颡鱼鱼卵形鲳卵形鲳鲹鲹牙鲆牙鲆PPAR已克隆食蚊鱼食蚊鱼不降脂欧洲鳗欧洲鳗“不激活PPAR”Fibrates的激活激活且降肝脂虹鳟虹鳟黄颡鱼黄颡鱼“激活PPAR”研究进展研究进展鱼类PPAR研究仍存在以下问题2.鱼类PPAR激活功效是否依赖于鱼的营养背景因素?1.鱼类PPAR能否被真正激活及激活后调节脂分解的机制?3.鱼类PPAR激活对是否最终能有助于鱼体更好的利用脂肪发挥蛋白节约效应?。研究对象研究对象1

3、.养殖规模大2.罗非鱼生产上存在脂肪沉积问题3.全基因组信息可获得4.目前尚无其PPAR系统相关研究 尼罗罗非鱼中国尼罗罗非鱼PPAR及降脂机制研究PPAR激活机制研究尼罗罗非鱼PPAR克隆PPAR激活是否有助于蛋白节约的研究PPAR激活是否依赖于营养背景的研究研究方案研究方案揭示罗非鱼PPAR激活降脂机制 为其它鱼类研究降脂调控靶点提供思路第一部分第二部分第三部分第四部分“尼罗罗非鱼是否存在PPAR基因”“尼罗罗非鱼PPAR是否被真正激活”“PPAR激活是否依赖于鱼体脂肪沉积”“PPAR激活是否节约蛋白”第一部分第一部分 罗非鱼罗非鱼PPAR的克隆的克隆 第二部分第二部分 罗非鱼罗非鱼PPA

4、R的激活机制的激活机制 第三部分第三部分 PPAR激活是否依赖营养背景激活是否依赖营养背景 第四部分第四部分 PPAR激活是否有助于蛋白节约激活是否有助于蛋白节约结果与讨论结果与讨论基因结构，AA序列预测 85%配基激活结构域比小鼠多18个氨基酸磷酸化位点配基结合位点69%结果与讨论结果与讨论AB蛋白结构预测与表达模式肝心 脑3D预测模型组织表达模式 第一部分第一部分 罗非鱼罗非鱼PPAR的克隆的克隆 第二部分第二部分 罗非鱼罗非鱼PPAR的激活机制的激活机制 第三部分第三部分 PPAR激活是否依赖营养背景激活是否依赖营养背景 第四部分第四部分 PPAR激活是否有助于蛋白节约激活是否有助于蛋白

5、节约结果与讨论结果与讨论结果-罗非鱼肝原代细胞PPAR表达(Fenofibrate和饥饿)mRNA蛋白定量磷酸化定量初步推断，蛋白去磷酸化和蛋白表达增加是激活PPAR的主要途径。ADHSI0123abcHepatic somaticindex(%)TG0510152025abbControlFenofibrateFastingLiver triglyceride(mol/g)结果与讨论结果与讨论结果：1-养殖4周，肝体比、TG和切片）肝体比甘油三脂非诺贝特处理导致肝脂下降结果与讨论结果与讨论2-肝脏PPAR基因和蛋白及靶基因表达CtlFenFstmlp-Ser12GAPDHPPARCPT1a3

6、d1w4w012310203040abbaabaabRelative mRNAexpressionACO3d1w4w012345ababaabbRelative mRNAexpressionmRNA水平蛋白定量磷酸化定量PPAR靶基因表达去磷酸化是尼罗罗非鱼PPAR激活的基本机制，只有激活强度足够强时，引发mRNA和蛋白的表达，自身激活后通过上调其靶分解代谢基因降脂。Fenofibrate能够增加线粒体数量与提升线粒体-氧化效率途径实现降脂。结果与讨论结果与讨论2 脂肪酸-氧化分解效率与线粒体数量线粒体-氧化实验肝线粒体数量腹腔注射标记棕榈酸（脂肪酸分解速率实验）Relative number

7、 of Mitochondrial肝 肌肉热图BCMain pathwayMain pathway代谢通路注释代谢通路注释A结果与讨论结果与讨论4-差异基因聚类、通路注释药 VS 对照脂代谢糖代谢脂代谢糖代谢饥饿 VS 对照Fasting ControlFenofibratePPAR激活除影响脂代谢外，也引起系统能量代谢，如糖代谢。2.罗非鱼降脂主要通过线粒体增殖及-氧化效率的增加来实现。1.罗非鱼PPAR蛋白去磷酸化，是其激活并调控脂分解的基本机制。3.PPAR激活除引起脂代谢变化外，引起系统能量代谢变化。小小 结结提提 出出 问问 题题高低脂饲喂建立体脂沉积模型依赖于鱼的脂沉积背景？脂肪沉

8、积激活机制PPAR激活 第一部分第一部分 罗非鱼罗非鱼PPAR的克隆的克隆 第二部分第二部分 罗非鱼罗非鱼PPAR的激活机制的激活机制 第三部分第三部分 PPAR激活是否依赖营养背景激活是否依赖营养背景 第四部分第四部分 PPAR激活是否有助于蛋白节约激活是否有助于蛋白节约试验设计试验设计0 10 weeks 4 weeks+药物+对照+药物+对照结果与讨论结果与讨论结果：1-高低脂10周，增重、体比和体脂增重率肝体比脂体比高脂饲喂诱导罗非鱼产生体脂沉积Lipid(%)体脂D结果与讨论结果与讨论高脂饲料饲喂的罗非鱼自身无法激活PPAR2-肝脏PPAR 及潜在靶基因表达结果与讨论结果与讨论结果：

9、1-加药养殖4周，生长、体比肝体比脂体比增重率Fenofibrate 处理后,相对肝脏重量均下降。Weight gain rate(100%)结果与讨论结果与讨论2-加药养殖4周，组织TG含量EFFenofibrate 只降低高脂背景罗非鱼肝脏甘油三酯。肌肉脂肪组织肝脏结果与讨论结果与讨论3-肝脏PPAR表达荧光定量蛋白定量Fenofibrate依赖高脂背景肝脏激活PPAR mRNA水平和蛋白水平表达。结果与讨论结果与讨论4-肝脏脂肪酸-氧化分解效率及线粒体标志酶活性脂肪酸-氧化分解效率单胺氧化酶活性Fenofibrate 激活PPAR后,鱼体通过肝脏-氧化分解效率提升及增加线粒体酶活动降低肝

10、脂。小小 结结2.哺乳动物PPAR激活剂对罗非鱼PPAR有效激活依赖于鱼营养背景。1.罗非鱼高脂本身不能激活PPAR。提提 出出 问问 题题激活PPAR能否起到节约蛋白效应？激活PPAR脂肪酸氧化效率增加脂肪更好地供能鱼类存在脂肪节约蛋白效应 第一部分第一部分 罗非鱼罗非鱼PPAR的克隆的克隆 第二部分第二部分 罗非鱼罗非鱼PPAR的激活机制的激活机制 第三部分第三部分 PPAR激活是否依赖营养背景激活是否依赖营养背景 第四部分第四部分 PPAR激活是否有助于蛋白节约激活是否有助于蛋白节约试试 验验 设设 计计0 weeks8 weeks+药物+对照低蛋白饲料28%高蛋白饲料38%7%脂肪 1

11、14%脂肪 2+药物+对照+药物+对照7%脂肪 314%脂肪 4+药物+对照低蛋白低能低蛋白高能高蛋白低能高蛋白高能结果与讨论结果与讨论Fenofibrate在低蛋白水平造成增重下降，但是高蛋白组降脂起到节约蛋白效应，维持生长。结果：1-生长与肝脂指标增重率肝脏脂肪结果与讨论结果与讨论7%L14%L7%L14%L0123*HSI*28%P38%PHepatosomatic index(100%)2-肝体比、脂体比A B 7%L14%L7%L14%L0.00.51.01.52.02.5MFI28%P38%PControlFenofibrateMesenteric fat index(100%)F

12、enofibrate并未动员鱼体脂肪组织，但低蛋白组相对肝重增加显著。7%L14%L7%L14%L0100200300NH4*28%P38%PNH4(mol/L)7%L14%L7%L14%L051015MDA*28%P38%P*Methane DicarboxylicAldehyde(nmol/L)B7%L14%L7%L14%L0.00.51.01.5TG*28%P38%PTriglyceride(mmol/L)0246810LDL*28%P38%PLow density lipoprotein(mmol/L)结果与讨论结果与讨论3-血清(TG、NH4和MDA)AC低蛋白低能组脂代谢和蛋白代谢

13、稳态失衡。结果与讨论结果与讨论7%L14%L7%L14%L01235101528%P38%PSREBP1c*Relative mRNAexpress7%L14%L7%L14%L0.00.51.01.528%P38%PPPARRelative mRNAexpress高蛋白中脂组影响最明显，趋向于调控脂合成代谢。4-肝脏相关基因表达（核受体调控因子）AB分解合成7%L14%L7%L14%L01235101528%P38%PFAS*Relative mRNAexpress7%L14%L7%L14%L0.00.51.01.52.028%P38%PACO*Relative mRNAexpress7%L1

14、4%L7%L14%L024685010015028%P38%PCPT1a*Relative mRNAexpress结果与讨论结果与讨论7%L14%L7%L14%L0246828%P38%PALCY*Relative mRNAexpress7%L14%L7%L14%L01235101528%P38%PGPAT*Relative mRNAexpress7%L14%L7%L14%L0.00.51.01.52.02.528%P38%PDGAT2*Relative mRNAexpress5-肝脏相关基因表达（脂肪酸分解合成，TG合成）分解分解合成合成合成合成Relative mRNAexpression

15、Relative mRNAexpressionRelative mRNAexpressionRelative mRNAexpressionRelative mRNAexpressionRelative mRNAexpression结果与讨论结果与讨论0.00.51.01.52.02.528%P38%PMTP*Relative mRNAexpress0.00.51.01.52.028%P38%PApoB*Relative mRNAexpress7%L14%L7%L14%L01235101528%P38%PmTOR*P=0.055Relative mRNA express6-血糖水平与mTOR表达在高蛋白水平下，Fenofibrate可能存在一定的促进蛋白合成作用