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动物的采食量对其生产性能具有重要影响。下丘脑是动物的采食调控中枢,可表达并分泌促采食神经肽Ag RP/NPY和抑采食神经肽POMC。外周营养物质如葡萄糖、脂肪酸和氨基酸等通过血脑屏障进入大脑后,可直接影响下丘脑神经肽的表达,从调控机体采食和能量稳态。迄今为止,有关果糖对动物下丘脑神经干细胞增殖分化及采食调控机能的影响尚不清楚。为此,本研究首先分离培养了猪下丘脑神经干细胞,在培养基中添加不同浓度的果糖,并以葡萄糖和半乳糖为参照,采用Image-Pro Plus 6.0、ELISA、流式细胞术以及Western blot等技术,观察了果糖对猪下丘脑神经干细胞增殖分化的影响,并检测了细胞Ag RP、POMC的表达及分泌情况。为研究炎症信号通路是否参与了果糖对下丘脑神经肽分泌的调节,添加TLR4竞争性抑制剂LPS-RS与果糖共处理,检测了果糖对炎症通路相关蛋白表达的影响。在此基础上,以小鼠下丘脑细胞系m Hypo E-N38和m Hypo A-POMC为模型,检测了两种细胞系对果糖应答反应的异同,并与原代细胞的研究结果相比较。最后,为了在活体水平上验证果糖对动物能量摄入及代谢的影响,以C57BL/6J小鼠为对象,通过饮水添加10%的果糖或葡萄糖,来阐述果糖对小鼠能量摄入及代谢的影响。研究结果如下:(1)在培养液中添加5 mM的果糖能显著促进猪下丘脑神经干细胞增殖,1mM的半乳糖可显著抑制了细胞增殖,而添加葡萄糖对细胞增殖无显著影响。添加5 mM果糖能显著促进细胞Ag RP的分泌,但对POMC的分泌无显著影响;添加5mM的葡萄糖显著促进了POMC的分泌,但对Ag RP的分泌无显著影响;添加半乳糖对Ag RP与POMC的分泌均无显著影响。上述结果提示:三种不同的六碳糖对猪下丘脑神经干细胞的增殖、神经肽表达及分泌具有不同的作用。(2)进一步分析了果糖促进细胞增殖的具体效应,结果发现:5 mM果糖显著促进了神经干细胞神经球的生长,提高了S期细胞的比例,降低了G0/G1期细胞的比例,极显著促进了细胞增殖指数(PI)。(3)5 mM的果糖显著激活了猪下丘脑神经干细胞TLR4介导的My D88/IKKα/β炎症信号通路,并促进了神经干细胞增殖及Ag RP表达和分泌,对POMC的表达无显著影响;采用TLR4竞争性抑制剂LPS-RS共处理后,显著逆转了果糖促进神经干细胞增殖及Ag RP表达和分泌的效应(P<0.05)。表明果糖通过TLR4通路介导来调控猪下丘脑神经干细胞增殖及Ag RP表达和分泌。(4)以细胞系为对象的研究表明:5 mM的果糖能显著促进N38细胞Ag RP的表达和分泌,5 mM葡萄糖有促进N38细胞分泌Ag RP的趋势(P=0.06);采用LPS-RS共处理能显著逆转果糖对N38细胞My D88/IKKα/β通路激活及Ag RP分泌的促进效应(P<0.05);在m Hypo A-POMC细胞上的研究结果则显示,葡萄糖和果糖均能显著促进POMC的表达,但对其分泌无显著影响。提示:m Hypo A-POMC细胞系对果糖的应答与猪下丘脑原代细胞存在差异。(5)在小鼠活体水平上的研究发现:饮水中添加10%的葡萄糖显著增加了小鼠的饮水量,提示小鼠对葡萄糖的偏爱程度大于果糖;葡萄糖组的能量摄入总量及体脂含量显著高于果糖组,但饮水添加10%的果糖能显著增加小鼠体重及能量转化率,尤其在冷刺激及禁食的应激条件下,果糖处理显著降低了小鼠的体重损失。综上所述,本试验分离培养了猪下丘脑神经干细胞,并发现5 mM果糖能通过激活TLR4介导的炎症通路,促进猪下丘脑神经干细胞增殖与分化,提高Ag RP蛋白的表达及分泌;在小鼠下丘脑细胞系上的研究表明:5 mM的果糖能显著促进N38细胞Ag RP的表达及分泌,而POMC细胞对果糖的应答反应与猪下丘脑原代细胞有所差异。在活体水平上,小鼠对饮水添加10%的葡萄糖更具偏好性,但其体增重及能量转化率显著低于果糖处理组。上述研究结果为采用果糖调节动物的采食及能量代谢提供了试验依据。