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异育银鲫GPRC6A对赖氨酸感知和应答的机制研究

批准号:
32102811
项目类别:
青年科学基金项目(C类)
资助金额:
30.0 万元
负责人:
许文婕
依托单位:
学科分类:
水产动物营养与饲料学
结题年份:
2024
批准年份:
2021
项目状态:
已结题
项目参与者:
许文婕

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
如何提高鱼类对蛋白质尤其是非鱼粉蛋白的利用是水产营养学中亟待解决的问题。哺乳动物研究表明,G蛋白耦联受体C家族6组A亚型(GPRC6A)识别氨基酸后,可能通过ERK-mTOR通路来调控机体代谢,但是其在鱼类氨基酸感知和应答过程中的作用机制不明确。因此,本项目将以异育银鲫为研究对象,首先进行赖氨酸灌喂实验,探究GPRC6A对赖氨酸的响应特征;通过长期养殖实验,探究摄食不同赖氨酸水平饲料后,异育银鲫GPRC6A以及ERK-TOR通路的变化情况;使用过表达、siRNA干扰技术以及添加关键蛋白抑制剂等处理,围绕ERK-TOR通路在肌细胞中探究GPRC6A对赖氨酸的感知和应答机制。本项目旨在基于ERK-TOR通路阐明鱼类GPRC6A在赖氨酸感知和应答过程中的作用机制,为探究鱼类对氨基酸的感知和应答提供理论依据,以期为提高鱼类对蛋白质的利用提供支撑。
英文摘要
How to improve utilization of protein especially non-fishmeal protein in fish is a problem demanding prompt solution in aquatic nutrition. Studies in mammal showed that G protein coupled receptor family C, group 6, subtype A (GPRC6A) could sense the amino acids, and then might regulate metabolism via ERK-mTOR signal pathway. But mechanisms of GPRC6A sensing and responding to amino acids in fish are still unclear. Gibel carp is chosen as the research objects, and the oral administration of lysine is performed firstly, and then the characteristics of GPRC6A responding to lysine are analyzed. Secondly, gibel carp are fed diet with different levels of lysine for 8 w, after which time the expression of GPRC6A and ERK-TOR pathway are tested. At last, then we verify the mechanism of GPRC6A sensing and responding to lysine in muscle cells, through overexpressing or siRNA interfering GPRC6A and adding inhibitors of key proteins. This study is aimed to elucidate the mechanism of GPRC6A sensing and responding to lysine in fish based on ERK-TOR pathway, and then tries to support the study of fish amino acid sensing and responses, and then provides basis for the improvement of protein utilization in fish.
如何提高鱼类对蛋白质尤其是非鱼粉蛋白的利用是水产营养学中亟待解决的问题。鱼类对蛋白质的利用即是对氨基酸的利用,阐明鱼类对氨基酸的感知和应答机制,可以为提高鱼类对蛋白的利用提供科学依据。哺乳动物研究表明,G蛋白耦联受体C家族6组A亚型(GPRC6A)识别氨基酸后,可能通过ERK-mTOR通路来调控机体代谢,但是其在鱼类氨基酸感知和应答过程中的作用机制不明确。本项目以异育银鲫为研究对象,首先进行赖氨酸灌喂实验,赖氨酸灌喂可以有效激活肌肉中gprc6a的表达,并且下游ERK-mTOR通路相关基因产生应答,mstn基因的表达量被显著抑制。养殖实验表明,饲料中添加不同水平的赖氨酸对异育银鲫生长性能没有显著性影响,但是ERK、mTOR和S6K1蛋白磷酸化水平显著升高,且生肌调节因子myog的基因表达量显著升高,说明饲料添加赖氨酸可以激活ERK-mTOR通路,并且可能是通过调节生肌调节因子等关键基因促进肌肉生长。通过细胞实验,我们再次明确GPRC6A可以有效被赖氨酸激活,并且激活下游ERK信号通路,但是对mTOR磷酸化水平无显著影响。GPRC6A被激活后会抑制MSTN的表达,这个与灌喂实验结果一致。进一步的实验表明,干扰ERK信号通路可阻断赖氨酸以及激活GPRC6A对MSTN的抑制作用。因此,GPRC6A对赖氨酸的应答机制可能是通过ERK信号通路调节MSTN的表达,进而促进肌肉生长。综上所述,结合在体和离体实验,我们明确肌肉GPRC6A可以感知赖氨酸,其应答方式可能是GPRC6A通过ERK信号通路抑制MSTN表达,进而促进肌肉生长,但是其具体的作用机制需要进一步的探究。本项目为探究鱼类对氨基酸的感知和应答提供理论依据,以期为提高鱼类对蛋白质的利用提供支撑。
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