Journal of Zhejiang University

Current Issue: <JZUS-B>

Journal of Zhejiang University-SCIENCE B (Biomedicine & Biotechnology)

ISSNs 1673-1581 (Print); 1862-1783 (Online); CN 33-1356/Q; started in 2005,Monthly.

JZUS-B is an international "Biomedicine & Biotechnology" reviewed-Journal indexed by SCI-E, MEDLINE, PMC, BA, BIOSIS Previews, JST, ZR, CA, SA, AJ, ZM, CABI, CSA, etc., and supported by the National Natural Science Foundation of China. It mainly covers research in Biomedicine, Biochemistry and Biotechnology, etc.

Impact factor: 1.099 (2011), 1.108 (2012), 1.293 (2013), 1.278 (2014), 1.303 (2015), 1.676 (2016), 1.815 (2017), 1.879 (2018).

Journal of Zhejiang University-SCIENCE B

ISSN 1673-1581(Print), 1862-1783(Online), Monthly

2015 Vol.16 No.6 P.413-572

<<< CONTENTS >>>

Sepcial Issue on Molecular Nutrition

Editorial

Molecular nutrition: basic understanding of the digestion, absorption, and metabolism of nutrients

Xiang-hua Yan

DOI: 10.1631/jzus.B1500130 Downloaded: 4054 Clicked: 5584 Cited: 1 Commented: 0(p.413-416) <Full Text>

Chinese summary <65> 分子营养学：解析营养物质在体内的消化、吸收和代谢过程的分子机理

概要：分子营养学是营养科学近年来发展的一个重要研究方向，主要研究营养物质在动物机体内消化、吸收、代谢与利用等过程中的分子机理。随着组学技术渗透到营养科学研究领域，分子营养学得到迅猛的发展。营养物质在消化、吸收和代谢过程中的分子机理解析有助于进一步揭开动物营养学研究领域的"黑箱"理论，为动物健康养殖提供科学依据。

关键词组：分子营养学；组学技术；吸收；代谢

Reviews

Review: Within-litter variation in birth weight: impact of nutritional status in the sow

Tao-lin Yuan, Yu-hua Zhu, Meng Shi, Tian-tian Li, Na Li, Guo-yao Wu, Fuller W. Bazer, Jian-jun Zang, Feng-lai Wang, Jun-jun Wang

DOI: 10.1631/jzus.B1500010 Downloaded: 10693 Clicked: 14089 Cited: 11 Commented: 0(p.417-435) <Full Text> <PPT> 3818

Chinese summary <904> 母猪营养状态对仔猪初生重窝内变异的影响

概要：本综述旨在总结仔猪初生重窝内变异对仔猪健康、生长及生产管理造成的不利影响、形成因素、以及改善窝内变异的措施。在现代化高产母猪养殖中，仔猪初生重窝内变异程度及低初生重猪的比例大幅增加，导致新生期存活率、生长性能大大降低。初生重窝内变异的影响因素包括母猪排卵率、卵子质量、排卵持续时间、胚胎附植能力、子宫容积、胎盘体积和效率等；品种差异对仔猪初生重的均匀度也有很大影响。在妊娠的三个关键阶段（断奶-配种间隔期、妊娠早期和妊娠后期）进行针对性的营养调控有望一定程度上提高窝内初生重均匀度。目前已被报道的包括：在配种前母猪日粮中添加葡萄糖或者维生素Ａ，妊娠后期添加谷氨酰胺均可改善仔猪初生重均匀度，精氨酸以及支链氨基酸也有提高仔猪初生重一致性的潜能。但总体而言，目前相关研究相对较少、潜在的分子机制仍不明确，需要大量深入的研究来加深对妊娠期母体与胎儿发育过程相关生物学事件、营养素作用机制的理解，为制定出更加科学有效的母猪饲喂措施提供理论基础。

关键词组：窝内变异；猪；死亡率；发病率；生长性能；母猪营养

Review: Cross-talk between bile acids and intestinal microbiota in host metabolism and health

Yang-fan Nie, Jun Hu, Xiang-hua Yan

DOI: 10.1631/jzus.B1400327 Downloaded: 10512 Clicked: 13909 Cited: 15 Commented: 0(p.436-446) <Full Text> <PPT> 3596

Chinese summary <291> 胆汁酸与肠道微生物的对话机制及其在宿主代谢与健康中的作用

概要：胆汁酸只在肝脏中合成，并通过直接作用或间接作用抑杀肠道微生物。而肠道微生物又可以促进初级胆汁酸转化为次级胆汁酸，从而改变机体内胆汁酸的组成。初级胆汁酸和次级胆汁酸均可调控法尼酯X核受体（FXR）的表达，已有研究发现，FXR在胆汁酸的合成与代谢、葡萄糖代谢、脂质代谢和肝脏自噬中发挥着重要作用。此外，胆汁酸在肠道微生物的互作中起到了重要作用。本文主要综述了胆汁酸与肠道微生物之间的互作及其在宿主代谢调控中的作用，首次探讨了胆汁酸与肠道微生物的互作可能调节自噬相关信号通路。

关键词组：胆汁酸；法尼酯X核受体；肠道微生物；宿主代谢；自噬

Articles

Tissue lipid metabolism and hepatic metabolomic profiling in response to supplementation of fermented cottonseed meal in the diets of broiler chickens

Cun-xi Nie,Wen-ju Zhang,Yan-feng Liu,Wen-xia Ge,Jian-cheng Liu

DOI: 10.1631/jzus.B1400255 Downloaded: 5077 Clicked: 8038 Cited: 2 Commented: 0(p.447-455) <Full Text> <PPT> 2880

Chinese summary <59> 肉鸡日粮中添加发酵棉粕对其组织脂类代谢及肝脏代谢谱的影响

目的：旨在研究发酵棉粕对肉鸡脂类代谢的影响。
创新点：将荧光定量聚合酶链反应PCR和代谢组学方法相结合，就采食发酵饲料（发酵棉粕）肉鸡的组织脂类代谢相关基因及肝脏代谢谱进行分析，发现发酵棉粕具有调控肉鸡脂类代谢的作用。该研究为研究日粮中复杂营养素对动物机体代谢的调控提供了新思路。
方法：将180只21日龄肉鸡随机分为三组，每组6个重复，每个重复10只鸡。对照组饲喂未发酵棉粕底物，试验组分别饲喂热带假丝酵母发酵棉粕和热带假丝酵母与酿酒酵母复合发酵棉粕。饲喂21天后，采集肉鸡腹部脂肪和肝脏进行组织基因表达和肝脏代谢组学分析。
结论：发酵棉粕可通过下调肝脏FAS、ACC和腹脂LPL等基因的表达，改变肝脏多种内源性代谢的代谢途径，进而降低肉鸡腹部脂肪沉积和肝脏甘油三酯含量。

关键词组：发酵棉粕；脂类代谢；肉鸡；基因表达；代谢组学

Influence of dietary taurine and housing density on oviduct function in laying hens

Bin Dai, Yuan-shu Zhang, Zi-li Ma, Liu-hai Zheng, Shuang-jie Li, Xin-hong Dou, Jian-sen Gong, Jin-feng Miao

DOI: 10.1631/jzus.B1400256 Downloaded: 4762 Clicked: 6436 Cited: 2 Commented: 0(p.456-464) <Full Text> <PPT> 3063

Chinese summary <53> 日粮中添加牛磺酸对不同饲养方式蛋鸡输卵管功能的影响

目的：本研究旨在调查饲喂牛磺酸和降低饲养密度对蛋鸡输卵管功能的影响。
创新点：着眼于动物健康的动物福利，探讨在现代社会高密度饲养的笼养鸡伴随的许多健康问题。
方法：在本研究中，绿壳蛋鸡被随机分为散养组、低密度组和高密度组，每组又被分为对照组和饲喂牛磺酸实验组。每个组别的蛋鸡日常饮食是一样的，除了实验组中添加0.1%的牛磺酸。15天后，无菌采集输卵管组织，并分析了组织病理学学上的变化、炎症介质水平、氧化和抗氧化水平等指标的变化。
结论：这些数据表明牛磺酸可以保护输卵管组织，降低炎症介质水平、氧化水平以及增强抗氧化水平等。另外，散养和低密度饲养同样能降低氧化应激和输卵管炎症因子水平等。

关键词组：饲养模式；牛磺酸；蛋鸡；炎症；输卵管损伤

iTRAQ-based quantitative proteomic analysis of longissimus muscle from growing pigs with dietary supplementation of non-starch polysaccharide enzymes

Ji-ze Zhang, Yang Gao, Qing-ping Lu, Ren-na Sa, Hong-fu Zhang

DOI: 10.1631/jzus.B1400266 Downloaded: 4889 Clicked: 6159 Cited: 5 Commented: 0(p.465-478) <Full Text> <PPT> 2715

Chinese summary <57> 基于iTRAQ定量蛋白质组学技术分析日粮中添加非淀粉多糖酶对生长猪背最长肌中蛋白表达影响

目的：通过日粮中添加非淀粉多糖酶，运用同位素标记相对和绝对定量技术（iTRAQ技术）分析非淀粉多糖酶对生长猪背最长肌蛋白质表达有何影响，为饲料中添加非淀粉多糖酶提供理论基础。
创新点：采用iTRAQ定量蛋白质组学技术，通过对生长猪背最长肌蛋白质表达进行高通量分析，发现日粮中添加非淀粉多糖酶可影响许多功能蛋白表达，从分子水平阐述了其发挥作用的机理。
方法：将体重约39kg生长猪（48头）随机分为两个处理，每个处理4个重复，每个重复6头猪。对照组饲喂基础日粮，试验组在基础日粮中添加0.6%非淀粉多糖酶。50天试验期后，每个重复屠宰1头猪（n=8），取背最长肌，通过iTRAQ定量蛋白质组学技术分析肌肉组织中差异蛋白表达。
结论：iTRAQ定量蛋白质组学分析结果显示，试验组与对照组相比，共发现51个差异蛋白，其中38个可进行生物学功能定位（图1，表6）。差异表达蛋白中与能量生成、蛋白质合成、肌肉分化、免疫、抗氧化和解毒相关蛋白表达量上调，而与炎症反应相关蛋白表达量下调。综上所述，生长猪日粮中添加非淀粉多糖酶不仅可改善生产性能，同时还可调节肌肉中诸多代谢功能。

关键词组：非淀粉多糖酶；背最长肌；蛋白质组学；生长猪

Effects of alfalfa saponin extract on mRNA expression of Ldlr, LXRα, and FXR in BRL cells

Xin-ping Liang, Dong-qiang Zhang, Yan-yan Chen, Rui Guo, Jie Wang, Cheng-zhang Wang, Ying-hua Shi

DOI: 10.1631/jzus.B1400343 Downloaded: 4529 Clicked: 6767 Cited: 2 Commented: 0(p.479-486) <Full Text> <PPT> 2993

Chinese summary <50> 苜蓿皂苷提取物对BRL细胞Ldlr、LXRα和FXRmRNA表达的影响

目的：分析苜蓿皂苷提取物对正常和脂变Buffalo大鼠肝细胞（BRL细胞）中Ldlr、LXRα和FXRmRNA表达的影响，进而初步探讨苜蓿皂苷调节脂质代谢及降低机体胆固醇含量的机制。
创新点：苜蓿皂苷具有调节脂质代谢，降低机体胆固醇含量的作用，但是目前对其机理研究并不多，特别是在细胞水平上。本试验以BRL细胞为对象，研究苜蓿皂苷对胆固醇代谢相关基因表达的影响，从而探究苜蓿皂苷在细胞水平上对胆固醇代谢的调节作用。
方法：通过50%胎牛血清诱导BRL细胞48h建立细胞脂肪变性模型，运用实时荧光定量聚合酶链式反应（qRT-PCR）检测正常和脂变BRL细胞Ldlr、LXRα和FXRmRNA的表达，从而得出各处理组BRL细胞内Ldlr、LXRα和FXRmRNA表达的变化。
结论：（1）添加苜蓿皂苷后，正常BRL细胞中LdlrmRNA的表达量显著上调，脂变BRL细胞LdlrmRNA的表达有增加的趋势；（2）苜蓿皂苷可以显著下调正常和脂变BRL细胞中LXRα和FXRmRNA的表达。因此，在细胞水平上，苜蓿皂苷可能通过促进Ldlr的表达，抑制LXRα和FXR的表达，从而调节BRL细胞胆固醇的代谢。

关键词组：苜蓿皂苷提取物；脂变BRL细胞；胆固醇代谢；mRNA表达

Effect of dietary supplementation of Bacillus subtilis B10 on biochemical and molecular parameters in the serum and liver of high-fat diet-induced obese mice

Kai Lei, Ya-li Li, Yang Wang, Jing Wen, Hong-zhao Wu, Dong-you Yu, Wei-fen Li

DOI: 10.1631/jzus.B1400342 Downloaded: 4891 Clicked: 8020 Cited: 7 Commented: 0(p.487-495) <Full Text> <PPT> 3426

Chinese summary <52> 日粮中添加枯草芽孢杆菌B10对高脂日粮诱导的小鼠脂肪代谢及抗氧化的影响

目的：探究枯草芽孢杆菌B10对高脂日粮诱导的小鼠脂肪代谢及氧化应激的改善作用，并初步探讨其作用机制。
创新点：证明了枯草芽孢杆菌B10可以有效改善高脂日粮诱导的小鼠脂肪代谢和氧化应激，且发现此作用主要与B10调节脂肪代谢基因（PPARα、DHCR24、HMGCS2）及氧化应激基因（XO、p53）表达和谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px）活力有关。
方法：将ICR雄鼠分为对照组（饲喂高脂日粮）和实验组（饲喂添加枯草芽孢杆菌菌粉的高脂日粮）。饲喂30天后，收集小鼠的血清及肝脏样品。采用试剂盒测定抗氧化及脂肪代谢相关指标和肝脏中8-羟基脱氧鸟苷（8-OHdG）含量。使用荧光定量聚合酶链式反应（PCR）测定小鼠肝脏中脂肪代谢和氧化应激相关基因的表达水平。
结论：饲喂含有枯草芽孢杆菌B10的高脂日粮能够有效降低小鼠的体重（表2），降低血清中葡萄糖和甘油三酯含量及谷草转氨酶和谷丙转氨酶活力（表3和4）；下调肝脏中脂肪合成相关基因表达量，但上调脂肪分解相关基因表达量（图1），并提高肝脏中抗氧化相关基因表达量（图2）。综上所述，枯草芽孢杆菌B10能有效调节小鼠脂肪代谢，并改善其氧化应激。

关键词组：枯草芽孢杆菌；高脂日粮；氧化应激；脂肪代谢

Effects of reducing dietary protein on the expression of nutrition sensing genes (amino acid transporters) in weaned piglets

Li Wu, Liu-qin He, Zhi-jie Cui, Gang Liu, Kang Yao, Fei Wu, Jun Li, Tie-jun Li

DOI: 10.1631/jzus.B1400259 Downloaded: 4397 Clicked: 7788 Cited: 9 Commented: 0(p.496-502) <Full Text> <PPT> 2711

Chinese summary <49> 降低日粮粗蛋白水平对断奶仔猪营养感受体基因（氨基酸转运载体）表达的影响

目的：验证日粮中粗蛋白质浓度对断奶仔猪氨基酸转运载体的影响效应。
创新点：从营养物质感应体的角度分析采用低氮日粮的可行性，并探索营养限制对营养转运体的影响及它们间的相互作用。
方法：十八头初始体重9.57公斤的断奶仔猪被随机分为三组（每组6个重复），分别饲喂含有14%、17%和20%的粗蛋白日粮45天。按照理想蛋白质模型，日粮分别添加赖氨酸、蛋氨酸+半胱氨酸、苏氨酸和色氨酸来满足断奶仔猪的需要，整个试验期自由采食。试验结束后，屠宰仔猪并采集小肠样品。与14%粗蛋白组相比，空肠中ASCT2、4F2hc和ATB⁰mRNA表达在17%和20%粗蛋白水平组分别上升23.00%、12.00%、6.00%和48.00%、47.00%、56.00%。
结论：结果表明，14%粗蛋白水平组外源添加合成氨基酸并不能促进氨基酸转运载体增加氨基酸的吸收来满足断奶仔猪的生长性能。然而，17%粗蛋白水平组可以减少氮排放到环境中，同时又能满足此阶段断奶仔猪的生长发育。因此，17%粗蛋白水平组对这个阶段断奶仔猪最合适。

关键词组：粗蛋白；氨基酸平衡；氨基酸转运载体

Duodenum has the greatest potential to absorb soluble non-ammonia nitrogen in the nonmesenteric gastrointestinal tissues of dairy cows

Ying-ming Xie, Qing-biao Xu, Yue-ming Wu, Xin-bei Huang, Jian-xin Liu

DOI: 10.1631/jzus.B1400299 Downloaded: 4486 Clicked: 5804 Cited: 3 Commented: 0(p.503-510) <Full Text> <PPT> 2863

Chinese summary <49> 十二指肠在奶牛非肠系膜系统中吸收可溶性非氨态氮的潜在作用

目的：研究奶牛非肠系膜系统对可溶性非氨态氮的吸收能力。
创新点：目前国内外关于研究奶牛非肠系膜系统（瘤胃、瓣胃和十二指肠）内容物内可溶性非氨态氮和组织内转运载体表达的关系非常少。本文研究了瘤胃、瓣胃和十二指肠内可溶性非氨态氮的浓度，并检测了这些组织内小肽和氨基酸转运载体（PepT1、ASCT2、y⁺LAT1和ATB^0,+）的表达量，并进行了系统性的比较，在底物和基因之间建立了一定的联系。
方法：通过酸解法和氨基酸分析仪检测得到了瘤胃、瓣胃和十二指肠内可溶性非氨态氮的浓度（表3和4），并利用荧光定量聚合酶链反应（qRT-PCR）检测了各组织部位的载体基因表达量（图1）。
结论：十二指肠内容物的可溶性非氨态氮浓度最高，并且其载体的表达量也最大，表明十二指肠在奶牛非肠系膜系统中吸收可溶性非氨态氮的潜力最大，其中小肽在可溶性非氨态氮中占了大量比例。

关键词组：可溶性非氨态氮；非肠系膜系统；转运载体；奶牛

Growth of embryo and gene expression of nutrient transporters in the small intestine of the domestic pigeon (Columba livia)

Ming-xia Chen, Xiang-guang Li, Jun-xian Yang, Chun-qi Gao, Bin Wang, Xiu-qi Wang, Hui-chao Yan

DOI: 10.1631/jzus.B1400340 Downloaded: 6773 Clicked: 7770 Cited: 10 Commented: 0(p.511-523) <Full Text> <PPT> 2863

Chinese summary <47> 家鸽胚胎的生长与其小肠营养素转运载体基因表达

目的：探索家鸽胚胎期器官生长发育及其小肠营养素转运载体基因表达规律，为家鸽胚胎期的营养调控提供理论基础。
创新点：第一次较全面地研究了家鸽胚胎期小肠氨基酸转运载体基因表达规律。
方法：利用实时荧光定量逆转录聚合酶链反应（real-timeRT-PCR）技术，同时结合了多内标校正方法对小肠营养素转运载体基因表达模式进行分析。
结论：在家鸽胚胎期发育的过程中，不同的器官生长模式不完全一致。营养素转运载体^b0,+AT、EAAT3、LAT4、PepT1、NHE2、NHE3和y⁺LAT2基因的表达与小肠重量呈正相关关系，CAT1、CAT2和EAAT2基因的表达与小肠重量呈负相关关系。

关键词组：胚胎生长；营养素转运载体；基因表达；小肠；家鸽

Molecular cloning, characterization and expression of the energy homeostasis-associated gene in piglet

Sheng-ping Wang, Yun-ling Gao, Gang Liu, Dun Deng, Rong-jun Chen, Yu-zhe Zhang, Li-li Li, Qing-qi Wen, Yong-qing Hou, Ze-meng Feng, Zhao-hui Guo

DOI: 10.1631/jzus.B1400260 Downloaded: 4893 Clicked: 7308 Cited: 4 Commented: 0(p.524-532) <Full Text> <PPT> 3276

Chinese summary <51> 猪Enho基因的分子克隆及其仔猪的组织分布

目的：通过pEnho基因的克隆，分析pEnho基因在仔猪相关组织的分布情况，增加仔猪糖脂代谢方面相关的知识，为通过调控adropin来促进仔猪的健康和生长提供理论基础。
创新点：首次克隆了猪Enho基因，命名为pEnho，其基因序列提交至美国国立生物技术信息中心（NCBI）（No.GQ414763）。
方法：通过实时荧光定量逆转录聚合酶链式反应（real-timeRT-PCR）方法获得猪Enho基因序列，并应用BLAST、ClustalW、PHYLIP、TMHMM、Helixturnhelix等生物信息学软件对其基因序列进行分析；通过荧光定量PCR方法检测了不同日龄（出生后1、7、14和21天）猪Enho基因的组织分布（肝脏、肌肉、空肠前端、空肠后端和回肠）。
结论：克隆得到pEnho基因序列；发现随着仔猪日龄的增加，其表达量有下降；在组织分布上，产后7天内pEnho在肠道（特别是回肠）的表达量较高，在第14天和第21天，各被检组织的表达量无显著差异。

关键词组：Adropin；Enho；基因克隆；仔猪；定量PCR

Comparative studies of two methods for miRNA isolation from milk whey

Xiao-lu Jin, Zi-hai Wei, Lan Liu, Hong-yun Liu, Jian-xin Liu

DOI: 10.1631/jzus.B1400355 Downloaded: 4674 Clicked: 6593 Cited: 0 Commented: 0(p.533-540) <Full Text> <PPT> 2963

Chinese summary <54> 两种乳清miRNA分离提取方法的比较研究

目的：系统比较两种从液态乳清中分离提取miRNA的方法。
创新点：首次比较发现提取柱吸附法分离乳清miRNA的效果优于醇沉淀法。
方法：采用柱吸附法和醇沉淀法分别对乳清中的miRNA进行提取，采用NanoDropND-1000分光光度计和基于Bioanalyzer2100的微芯片凝胶电泳检测RNA提取质量。通过荧光定量聚合酶链式反应（PCR）检测外源加入的miRNA及乳清内源的miRNA丰度。确定最优方法后扩大样本容量，采用20份牛奶样本进行提取，并通过荧光定量PCR检测了外源miRNA提取的稳定性及牛奶内源miRNA提取的重复性。
结论：乳清miRNA提取柱吸附法优于醇沉淀法，且重复性好。

关键词组：乳清miRNA；提取方法；柱吸附法

Effects of heat stress on serum insulin, adipokines, AMP-activated protein kinase, and heat shock signal molecules in dairy cows

Li Min, Jian-bo Cheng, Bao-lu Shi, Hong-jian Yang, Nan Zheng, Jia-qi Wang

DOI: 10.1631/jzus.B1400341 Downloaded: 5286 Clicked: 8139 Cited: 8 Commented: 0(p.541-548) <Full Text> <PPT> 3118

Chinese summary <55> 热应激对奶牛血液中胰岛素、脂肪因子、AMP激活蛋白激酶和热休克信号分子的影响

目的：比较热应激和非热应激状态下，奶牛血液中胰岛素、脂肪因子（瘦素和脂联素）、AMP激活蛋白激酶（AMPK）和热休克信号分子的变化，探索奶牛对热应激的代谢响应。同时，通过比较不同程度热应激，寻找稳定生物标记物评估奶牛热应激。
创新点：研究了热应激对奶牛血液中脂肪因子和AMPK的影响，验证了热应激条件下，脂联素和AMPK的关联性。科学假设了热休克信号分子作为生物标记物的可能性，通过比较不同程度热应激，得到了对热应激敏感性高的信号分子。
方法：通过牛属专一性的酶联免疫吸附试剂盒，快速检测奶牛血液中目标物的含量。
结论：热应激对奶牛胰岛素和瘦素的分泌无直接影响。然而，热应激导致干物质采食量降低，在相同的干物质采食量基础上，热应激提高了胰岛素和瘦素浓度。热应激导致脂联素和AMPK升高；脂联素和AMPK的协同作用是奶牛机体调节，适应热应激的重要途径。同时，建议将血液中的热休克转录因子（HSF）和热休克蛋白70（HSP70）作为生物标记物评估热应激，通过监测它们含量的变化预防热应激。

关键词组：热应激；奶牛；血液；温湿度指数；生物标记物

Heat stress inhibits proliferation, promotes growth, and induces apoptosis in cultured Lantang swine skeletal muscle satellite cells

Chun-qi Gao, Yin-ling Zhao, Hai-chang Li, Wei-guo Sui, Hui-chao Yan, Xiu-qi Wang

DOI: 10.1631/jzus.B1400339 Downloaded: 4768 Clicked: 9845 Cited: 9 Commented: 0(p.549-559) <Full Text> <PPT> 3166

Chinese summary <52> 热应激对猪骨骼肌卫星细胞增殖和生长的影响

目的：探究热应激对蓝塘猪骨骼肌卫星细胞增殖与生长的影响，分析其作用机制。
创新点：通过体外细胞模型研究了热应激对猪骨骼肌卫星细胞增殖与生长的影响，发现热应激通过Akt/mTOR/S6K途径调控细胞的生长。
方法：本试验选用1日龄蓝塘猪背最长肌的骨骼肌卫星细胞，对照组为37°C正常培养，热应激组培养温度为41°C，其它培养条件相同。采用细胞计数、MTT法、流式细胞术等手段分析比较热应激对蓝塘猪骨骼肌卫星细胞增殖与生长的影响；利用实时逆转录聚合酶链式反应（RT-PCR）和蛋白质印迹法（Westernblot）等方法，检测了热休克蛋白HSP70、半胱氨酸蛋白酶-3（caspase-3）及哺乳动物雷帕霉素靶蛋白（mTOR）信号通路关键基因的表达。
结论：（1）41°C热处理可引起蓝塘猪骨骼肌卫星细胞产生热应激反应;（2）热应激72h会通过改变细胞周期、抑制细胞增殖并诱导细胞凋亡等共同作用减少细胞数目;（3）热应激通过Akt/mTOR/S6K途径调控细胞的生长。

关键词组：热应激；蓝塘猪；细胞增殖；细胞生长；凋亡；Akt/mTOR/S6K信号通路

Leucine and histidine independently regulate milk protein synthesis in bovine mammary epithelial cells via mTOR signaling pathway

Hai-na Gao, Han Hu, Nan Zheng, Jia-qi Wang

DOI: 10.1631/jzus.B1400337 Downloaded: 4559 Clicked: 7061 Cited: 7 Commented: 0(p.560-572) <Full Text> <PPT> 3010

Chinese summary <56> 亮氨酸和组氨酸通过mTOR信号通路调控奶牛腺上皮细胞中酪蛋白的合成

目的：以体外培养的永生化奶牛乳腺上皮细胞（CMEC-H）为模型，利用蛋白免疫印迹法（Westernblotting）检测酪蛋白和哺乳动物雷帕霉素靶蛋白（mTOR）信号路径元件的蛋白磷酸化表达。进一步探索亮氨酸和组氨酸通过mTOR信号途径调控酪蛋白合成机制的重要意义。
创新点：首次在CMEC-H模型中研究不同浓度的亮氨酸和组氨酸通过mTOR复合物1（mTORC1）中mTOR（Ser²⁴⁸¹）、mTOR调控蛋白（Raptor，Ser⁷⁹²）和G蛋白β亚基样蛋白（GβL）对酪蛋白表达调控的影响。研究证明mTOR（Ser²⁴⁴⁸）并不是在乳腺上皮细胞中激活mTOR信号通路的唯一磷酸化位点，mTOR（Ser²⁴⁸¹）同样可作为激活mTOR信号通路的生物标记。
方法：以厄尔平衡溶液代替培养基，设为阴性对照，分别添加不同浓度的亮氨酸或组氨酸，利用Westernblotting检测酪蛋白和mTOR信号路径元件的蛋白表达。
结论：与阴性对照组相比，当在CMEC-H细胞中添加0.45~10.80mmol/L亮氨酸6h时，4种酪蛋白的表达和mTOR（Ser²⁴⁸¹）、Raptor（Ser⁷⁹²）、真核翻译起始因子4E（eIF4E，Ser²⁰⁹）和真核细胞翻译延伸因子（eEF2，Thr⁵⁶）的磷酸化表达均显著上调（P<0.01）。而当亮氨酸浓度在10.80mmol/L时，真核翻译起始因子4E结合蛋白1（4EBP1，Thr³⁷）的磷酸化表达被抑制；在5.40~10.80mmol/L时，核糖体蛋白S6（RPS6，Ser^235/236）的磷酸化被抑制。当添加0.15~9.60mmol/L组氨酸6h时，αs2-酪蛋白、β-酪蛋白、κ-酪蛋白的表达和mTOR（Ser²⁴⁸¹）、Raptor（Ser⁷⁹²）、核糖体S6蛋白激酶（S6K1，Thr³⁸⁹）、4EBP1（Thr³⁷）、eIF4E（Ser²⁰⁹）和eEF2（Thr⁵⁶）的磷酸化表达均显著上调（P<0.01）。而当组氨酸浓度在9.60mmol/L时，αs1-酪蛋白的表达量降低；在0.15和9.60mmol/L时，GβL被抑制；在4.80~9.60mmol/L时，RPS6磷酸化被抑制。线性回归模型显示，当添加亮氨酸时，αs1-酪蛋白的表达与mTOR、S6K1和eEF2的磷酸化表达成显著的正相关（P<0.01；表4）；当添加组氨酸，β-酪蛋白和κ-酪蛋白均与eEF2磷酸化表达成显著的正相关（P<0.01；表5）。综上所述，在乳腺上皮细胞中，亮氨酸和组氨酸能通过mTOR信号通路促进酪蛋白基因的表达。

关键词组：奶牛乳腺上皮细胞；亮氨酸；组氨酸；蛋白免疫印迹；mTOR；酪蛋白