MEN1基因在奶牛脂肪肝发病中的作用及其分子机理解析
结题报告
批准号:
31402054
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
24.0 万元
负责人:
师科荣
依托单位:
学科分类:
C1702.家畜种质资源与遗传育种学
结题年份:
2017
批准年份:
2014
项目状态:
已结题
项目参与者:
赵毅强、李艳平、刘学、李洪辉
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中文摘要
脂肪肝是奶牛分娩前后常见的代谢性群发疾病,带来巨大经济损失。该病是否受某些关键基因的控制还限于参数预测的层面。本项将阐明MEN1是否调控该病发作的关键基因。抑癌基因MEN1(编码Menin蛋白)不仅可以调控胰岛素的分泌影响肝糖异生/糖原分解;而且,肝脂变性的老龄鼠肝脏中Menin的表达降低,而过量表达Menin降低肝中甘油三酯累积,抵御脂肪肝发生。这与初始数据疑似脂肪肝大鼠Menin表达下降有异曲同工之妙;同时奶牛肝脏中存在MEN1/ Menin的表达。该项借助于Men1在小鼠肝细胞中的功能,进而从胰岛素抵抗、脂肪代谢转运、氧化炎症反应、糖异生等多角度系统了解、验证MEN1基因在牛肝细胞代谢中的具体调节功能,结合MEN1在脂肪肝组织中的调控作用,综合解析MEN1在脂肪肝发病中的功能和分子调控机理。该项将为全方位理解脂肪肝的发病机理开辟新的思路,扭转目前侧重关注脂肪代谢失调研究脂肪肝的片面性
英文摘要
Bovine fatty liver syndrome is a type of metabolic disease, usually occurring in populations of high-yield cows before or after parturition. Estimations of quantitative genetics parameters showed occurrences of the syndrome would be associated with hereditary factors. However, no such factors were reported yet. The program will be able to answer the scientific question whether MEN1 is the central regulator in the pathogenesis of bovine fatty liver syndrome. The tumor suppressor MEN1 gene, encoding protein of Menin, is a critical gene affecting normal metabolism in the body. More importantly, the expression of Menin was found reduced in livers of aging mice, which progressed with liver steatosis. Overexpression of Menin in liver can reduce the accumulation of triglyceride (TG), decreasing the occurrence of fatty liver syndrome. The investigation will explore if the MEN1 gene is a key genetic factor that regulate normal liver metabolism or activity, and clarify its molecular regulatory roles in fatty liver syndrome. The proposal will establish its constructive views based on study of mouse Men1 gene on normal liver cells, so as to fully understand the regulatory roles of Men1 in liver activity from all-round views, such as insulin resistance, dysregulation of lipoprotein metabolism and transport, decreased mitochondrial oxidative stress and inflammation reaction, and especially gluconeogenesis. Therefore, the main dysregulated factors in each process will be screened out, allowing us to further confirm and clarify their detail genetic roles and molecular functions in maintaining normal liver activities in bovine primary hepatocytes. Meanwhile, the regulatory roles of the gene in suspect bovine liver tissues will be searched too, allowing us to reveal molecular functions of Men1 in pathogenesis of bovine fatty liver syndrome and/or bovine ketosis. The program can open up new views to understand fatty liver syndrome, altering the situation emphasizing only on lipoprotein metabolism dysregulation.
脂肪肝是奶牛围产期常见的代谢紊乱群发性疾病,常给奶业带来巨大经济损失。目前奶牛围产期脂肪肝发生的重要分子遗传机制尚不清楚。该项目的研究发现Men1/menin在小鼠肝细胞代谢中发挥重要的调控作用。Men1/menin的限量或过量表达可导致小鼠肝细胞中胰岛素应答、葡萄糖代谢、脂肪酸代谢和炎症反应等发生改变,并经胰岛素和葡萄糖处理肝细胞验证了上述结果。同时,用0.25mmol/L的油酸钠体外诱导72h建立的小鼠脂肪肝细胞模型(甘油三酯含量升高、肝细胞内出现脂滴)中证实了Men1及其编码蛋白的表达发生显著变化,并且发生胰岛素抵抗、胰岛素信号通路、脂肪细胞因子信号通路、AMPK信号通路等的变化。这进一步证实了Men1/Menin经这些通路调节肝细胞胰岛素应答、糖代谢、脂肪代谢的功能。.经血清生化指标测定做预判、肝组织活体采样确诊8头围产期重度脂肪肝奶牛,肝组织脂肪含量达到86.75%±4.83%(n=8),与同期正常奶牛相比(6.26%±8.20%)(n=6)。基因表达分析发现,牛肝组织内MEN1基因的表达显著上调。并且经AMPK、PPAR等信号通路调节导致胰岛素抵抗和牛非酒精性脂肪肝(NAFLD)的发生。与小鼠脂肪肝细胞模型发生的生物学过程非常相似。基于上述发现,目前正在进一步纵深研究具体调节机制:MEN1募集转录因子SIRT1和PPAR经PPAR通路调节肝细胞脂肪代谢、MEN1经转录因子FOXO1调节肝细胞内的糖代谢(糖酵解和糖异生),并且目前已经在牛肝组织研究中取得了突破性进展。该项目综合解析了MEN1基因的表达调节在小鼠或奶牛肝组织(肝细胞)代谢中的功能及其可能的上游分子调控途径,为深入揭示奶牛脂肪肝发生的内在遗传机制奠定了重要理论基础。
期刊论文列表
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DOI:--
发表时间:2016
期刊:中国畜牧杂志
影响因子:--
作者:李洪辉;刘学;师科荣
通讯作者:师科荣
DOI:--
发表时间:2017
期刊:畜牧兽医学报
影响因子:--
作者:殷彬;岳书俭;俞英;曹巧巧;王中华;师科荣
通讯作者:师科荣
DOI:--
发表时间:2016
期刊:农业生物技术学报
影响因子:--
作者:刘学;李洪辉;王中华;林雪彦;闫振贵;侯秋玲;王云;胡志勇;师科荣
通讯作者:师科荣
A genome-wide association study suggests new candidate genes for milk production traits in Chinese Holstein cattle
一项全基因组关联研究提出了中国荷斯坦牛产奶性状的新候选基因
DOI:10.1111/age.12593
发表时间:2017-12-01
期刊:ANIMAL GENETICS
影响因子:2.4
作者:Yue, S. J.;Zhao, Y. Q.;Shi, K. R.
通讯作者:Shi, K. R.
DOI:--
发表时间:2017
期刊:家畜生态学报
影响因子:--
作者:刘婵娟;王生轩;李冉冉;王中华;林雪彦;师科荣
通讯作者:师科荣
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