己糖激酶1（HK1）在鹅肥肝形成中的作用及调控研究

发布时间：2020-08-12 22:41

【摘要】：鹅在填饲过程中肝脏可以沉积大量脂肪却不发生明显的病理症状,表明鹅在肝脂肪变性过程中存在耐受机制。线粒体是重要的细胞器,负责细胞的有氧呼吸和三磷酸腺苷(ATP)的合成,为细胞的活动提供能量,因此线粒体也被称为细胞的动力工厂。除了参与细胞内物质代谢和能量调控外,线粒体的功能还涉及活性氧(ROS)的产生和细胞凋亡等重要的细胞生物学功能。有证据表明,线粒体数量减少、组分丢失和功能发生障碍与人类、啮齿类动物脂肪肝的形成密切相关。我们最近的肝脏转录组分析也发现不少线粒体相关基因的表达与鹅脂肪肝(肥肝)的形成有关。线粒体外膜蛋白己糖激酶基因(HK1)是其中突出的基因之一。虽然HK1基因是糖酵解过程中的第一个限速酶,参与细胞的糖脂代谢,但其在鹅肥肝形成的作用及机制并不明确。对此,本研究分析了HK 基因在糖脂代谢相关组织(肝脏、胸肌和腹脂)中的表达量随填饲时间的变化情况,脂肪肝形成相关因子(高剂量葡萄糖、胰岛素和脂肪酸)和转录因子对HK1基因表达的调控,以及HK1基因对ROS产生、脂肪沉积和其他信号通路的影响。主要的研究方法和结果如下:1.HK1基因在鹅肥肝形成过程中的时空表达规律。填饲可以显著诱导HK1基因在填饲后期(填饲19天)在肝脏中的mRNA表达量,但不显著影响填饲初期(填饲7天)和中期(填饲14天)时的表达量;显著诱导填饲中期在腹脂中的mRNA表达量,但不显著影响填饲初期和末期的表达量;显著抑制填饲中、后期在胸肌中的表达水平,但不显著影响填饲初期的表达量。这些结果表明HK1基因在鹅肥肝形成过程中的作用受组织类型和填饲时间的影响。2.脂肪肝相关因子对HK1基因的调控。脂肪肝形成相关因子(高葡萄糖、胰岛素和脂肪酸)处理鹅原代肝细胞后发现,50 mM葡萄糖处理可以显著诱导HK1基因的mRNA表达水平;高胰岛素(50-100 nM)处理可显著抑制HK1基因的表达;一定浓度(0.25 mM、0.5 mM)的棕榈酸处理可显著诱导HK1基因的表达;而0.125 mM油酸和亚油酸处理对HK1基因的表达有显著的抑制作用。这些结果表明,HK1基因在肥肝中的表达增加可部分归因于血液中葡萄糖和饱和脂肪酸的升高。3.转录因子对HK1基因的表达调控。通过生物信息学方法预测得到Pax-4和HNF-1是HK1基因的潜在转录因子。用转录因子激活剂(链脲佐菌素、维甲酸)处理鹅原代肝细胞,结果发现HK1基因的表达量均受到显著抑制。另一方面,敲低HNF-1的表达也会导致HK1的表达量显著减少。这些结果说明Pax-4和HNF-1很可能是HK1基因的转录因子。激活剂抑制HK1基因的表达可能涉及更复杂的机制,有待进一步查明。4.HK 基因的生物学功能。利用RNA干扰和过表达技术,干预鹅原代肝细胞中HK1基因的表达,通过油红染色后,检测肝细胞中脂肪沉积量,通过ROS显色反应检测细胞内的ROS含量,通过RNA-seq分析技术比较空载体和过表达载体转染后的鹅肝细胞转录组。结果表明,HK1基因过表达引起肝细胞内脂肪沉积增多,ROS含量减少,敲低HK1基因表达引起肝细胞内脂肪沉积减少,ROS含量相对增多。在空载体和过表达载体转染后的鹅肝细胞转录组中有1609个差异表达基因,其中933基因表达上调,676个基因表达下调。通过差异基因的GO分析和KEGG通路分析,发现差异基因主要富集在糖脂代谢通路,其次在肿瘤形成和免疫反应通路,说明HK1基因可能通过这些路径参与鹅肥肝的形成。该发现与已报道的鹅肥肝转录组中差异表达基因富集于脂肪代谢信号通路、细胞生长与死亡信号通路、免疫反应信号通路相一致。综上所述,HK1基因可能通过影响肝脏中的脂肪沉积、氧化应激、细胞生长和免疫反应参与鹅肥肝的形成,其表达水平受脂肪肝形成相关因子(高葡萄糖、胰岛素和脂肪酸)和转录因子Pax-4、HNF-1的调控。
【学位授予单位】：扬州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S835
【图文】：

胸肌和腹脂也是脂肪代谢相关组织，因此，本试验在不同填饲阶段检测逡逑胸肌和腹脂中／／尼？基因的ｍＲＮＡ表达水平。结果表明，／／尺／基因在填饲后各阶段的胸肌逡逑中表达量均显著下降（ｐ＜０．０５）（图３－２），但是在填词中期（１４天）的腹脂中，丑幻基逡逑因的表达量显著上升（ｐ＜０．０５）（图３－３）。逡逑

逦１４天逦１９天逡逑图３－３邋在填词不同阶段朗德鹅腹脂中的ｍＲＮＡ水平逡逑Ｆｉｇ邋３－３邋Ｔｈｅ邋ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ邋ｏｆ邋／／Ｋ／邋ｇｅｎｅｓ邋ｉｎ邋ｔｈｅ邋ａｂｄｏｍｉｎａｌ邋ａｄｉｐｏｓｅ邋ｏｆ邋ｏｖｅｒｆｅｄ邋ｖｓ．邋ｎｏｒｍａｌｌｙ－ｆｅｄ邋ｇｅｅｓｅ．逡逑３．２脂肪肝形成相关因子对基因的调控研究逡逑为探讨填饲对鹅肥肝中／／Ｘ７基因表达的诱导作用，鹤原代肝细胞被处以高糖、局胰逡逑岛素或高脂肪酸，这是因为高糖、高胰岛素或高脂肪酸常常伴随脂肪肝的形成，被看成逡逑是脂肪肝形成相关的因子。逡逑３．２．１葡萄糖对服ｉ基因的调控研究逡逑本试验用２５ｍｍｏｌ／Ｌ、５０ｍｍｏｌ／Ｌ葡萄糖处理鹅原代肝细胞后，检测册＜７基因的表达逡逑量，结果表明，５０ｍｍｏｌ／Ｌ葡萄糖显著诱导／／尤／基因的表达（Ｐ＜0．0５）（图３４）。逡逑

王倩己糖激酶１邋（ＨＫ１）在鹅肥肝形成中的作用及调控研究：ｔ！逦１邋0邋ｊｕｎ0ｌ／Ｌ逡逑ＨＨＢ邋１邋＾ｍｏｉ／Ｌ逡逑ｌＪ２邋ｒ邋？邋？邋？邋１０＾ｚｘｉｏｌ／Ｌ逡逑１０－邋＾逡逑ｒ邋＿逦，逡逑Ｉ邋Ｉ逡逑Ｏｐｍｏｌ／Ｌ逦ｌｐｊｏａｏｌ／Ｌ逦ｌ0｜ｍｉｏｌ／Ｌ逡逑图３－１２／／尺／在维甲酸处理后鹅原代肝细胞中的ｍＲＮＡ水平逡逑ｅ邋ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ邋ｏｆ邋７／Ａ７邋ｇｅｎｅｓ邋ｉｎ邋ｐｒｉｍａｒｙ邋ｈｅｐａｔｏｃｙｔｅｓ邋ｆｒｏｍ邋维甲酸）ｇｏｏｓｅ邋ｔｒｅａｔｅｄ邋ｗｉｔｈ邋ｄｉｆｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｓ邋ｖｓ．邋ｃｏｎｔｒｏｌ．逡逑１．４逡逑

【参考文献】

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本文编号：2791120