【摘 要】
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羊肉是一种高蛋白、低胆固醇的肉类,能补充人体所需要的氨基酸和维生素等物质,广受消费者喜欢。脂肪是维持机体能量代谢平衡的重要组织,但过多的脂肪沉积在尾部不利于羊肉产量的提高。TPT1是一种广泛表达于各种细胞类型的基因。此前研究表明,在猪前体脂肪细胞分化过程中抑制TPT1的表达可以促进脂滴生成。然而,对于TPT1调控绵羊前体脂肪细胞分化的机制尚不清楚。本研究以绵羊7种组织为研究对象,用生物信息学分析软
【基金项目】
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山西省“1331 工程”重点学科建设计划（J201811301）； 国家自然科学基金（31972560）；
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羊肉是一种高蛋白、低胆固醇的肉类,能补充人体所需要的氨基酸和维生素等物质,广受消费者喜欢。脂肪是维持机体能量代谢平衡的重要组织,但过多的脂肪沉积在尾部不利于羊肉产量的提高。TPT1是一种广泛表达于各种细胞类型的基因。此前研究表明,在猪前体脂肪细胞分化过程中抑制TPT1的表达可以促进脂滴生成。然而,对于TPT1调控绵羊前体脂肪细胞分化的机制尚不清楚。本研究以绵羊7种组织为研究对象,用生物信息学分析软件,揭示TPT1的序列特征及其编码蛋白的结构与功能;用RT-q PCR检测TPT1的组织表达规律。以尾部、皮下和肾周脂肪为研究对象,用RT-q PCR检测TPT1在不同部位脂肪的表达量。以前体脂肪细胞为研究对象,用RT-q PCR检测TPT1的时序表达规律;用Western Blotting检测TPT1在绵羊前体脂肪细胞分化过程中的表达趋势;通过细胞免疫荧光蛋白试验,探究TPT1蛋白在前体脂肪细胞中的亚细胞定位;通过慢病毒包装试验介导的TPT1的过表达与抑制,探究TPT1在绵羊前体脂肪细胞中的功能;用RT-q PCR和Western Blotting检测TPT1对Fox O1表达的影响;通过PI3K/Akt通路抑制试验,探究该通路是否参与TPT1调控的分化过程。通过以上研究,旨在揭示TPT1在绵羊前体脂肪细胞分化过程中的功能及调控机制。主要结果如下:1.绵羊TPT1的生物信息学分析结果绵羊TPT1 CDS长660 bp,与山羊的相似性最高,为99.7%。说明,绵羊与山羊亲缘关系最近。TPT1编码219个氨基酸,蛋白总平均亲水性为-0.374。说明,该蛋白是一种亲水性蛋白。TPT1主要定位于线粒体和细胞核中。说明,TPT1可能在细胞内不同部位发挥功能。TPT1含有16个潜在的磷酸化位点。说明,该蛋白在细胞内可能通过蛋白质的磷酸化调控其功能。2.绵羊TPT1的时空表达规律与亚细胞定位绵羊TPT1 mRNA在肾脏中表达最高,其次是肌肉、肝和脂肪,心和脾中表达最低。说明,TPT1基因在不同组织中发挥不同的功能。在肾周、皮下和尾部脂肪中,TPT1在尾部脂肪中表达量最高。在前体脂肪细胞分化过程中,TPT1的表达量先上升后下降再上升。在绵羊前体脂肪细胞中,TPT1定位于细胞核中。说明,TPT1基因在前体脂肪细胞中主要在细胞核内发挥其功能。3.TPT1促进绵羊前体脂肪细胞的分化过表达TPT1后,一些调控成脂分化的关键基因PPARγ、Adipo Q、FABP4 m RNA的表达显著上调,但C/EBPα表达量没发生显著变化,脂滴生成增加;抑制TPT1后,这些基因的表达量下降,脂滴生成减少。说明,TPT1能调节成脂分化关键基因的表达,从而促进脂肪细胞的分化和脂滴的生成。4.TPT1通过FoxO1促进绵羊前体脂肪细胞分化过表达TPT1后,FoxO1及其编码蛋白的表达量都显著下调;相反,抑制TPT1后,Fox O1及其编码蛋白的表达量都显著上升。说明,TPT1基因可通过下调FoxO1的表达的促进绵羊前体脂肪细胞分化。5.TPT1通过PI3K/Akt通路促进绵羊前体脂肪细胞的分化过表达TPT1后,p-Akt的表达量显著上调,抑制TPT1后出现相反的结果;过表达TPT1的细胞经LY294002处理后,成脂分化关键基因PPARγ、C/EBPα、AdipoQ、FABP4的表达量显著下调,脂滴生成减少。说明,TPT1能通过激活PI3K/Akt通路促进绵羊前体脂肪细胞的分化。综上所述,TPT1对绵羊尾部脂肪细胞的分化不可或缺,通过调控Fox O1和PI3K/Akt通路参与脂肪分化过程。本研究为进一步探究TPT1对脂质沉积和脂肪生成提供了理论依据。
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