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Leptin是由白色脂肪组织分泌的一种重要的厌食因子,主要调控机体能量代谢平衡,并且也对动物生长发育、免疫和繁殖等生理过程发挥重要的作用。目前,对leptin基因的研究多集中在人和啮齿类动物,在水牛生殖和能量代谢方面鲜有报道。本文以水牛为研究对象,对leptin基因的表达定位,水牛发情期前后水平变化和动物试验等方面进行了探索及可能机制研究。取得了如下结果:
(1)利用随机引物法对水牛leptincDNA进行地高辛标记,用NBT/BCIP显色确定其标记效率,结果杂交斑点显示检测精度为0.1pg/μl,达到预期目的。然后再用标记好的探针对水牛下丘脑、垂体、卵巢和睾丸的石蜡组织切片进行原位杂交,结果(i)下丘脑核区有大量的阳性黄褐色颗粒即leptinmRNA表达(ii)垂体远侧部有大量的阳性黄褐色颗粒,并呈密集分布,而中间部却很少有阳性表达;垂体神经部也可见有大量的黄褐色阳性颗粒出现,而且多集中在神经纤维和毛细血管周围。(iii)在卵巢卵泡颗粒层细胞与卵泡膜之间有许多黄褐色阳性颗粒,在基质中有少量表达;在早期的生长卵泡内有大量的leptinmRNA表达,黄褐色阳性颗粒明显多于卵巢皮质其它组织,基质中仅有少量表达。(iv)在睾丸生精小管的管壁上有大量的黄褐色阳性着色,而在睾丸间质中却极少有阳性着色。这说明在睾丸组织中存在leptinmRNA的表达,这种表达多集中在精小管的管壁上,管周围的间质组织表达不多。
(2)精心选取健康且年龄、体重和胎次相近的水牛23头,利用B超准确监测其发情周期,分别在发情前10天及整个发情期内的相近时间点颈静脉采血,测定指标leptin,ghrelin,IL-1,IL-6,TP,ALB,TG,TC,Ca,P和UA。结果显示leptin与TG水平变化趋势相近,在发情期内波动剧烈;leptin与ghrelin相关性极显著(r=0.493),且呈正相关;TP与ALB,IL-1与IL-6,Ca与P密切相关,在整个期间变化较为平稳,预示着水牛在卵泡发育前后机体健康指数正常。
(3)成功构建真核表达载体EGFP-leptin。用脂质体将载体EGFP-leptin导入NIH/3T3细胞系,经24-48h后荧光显微镜观察,用RT-PCR法检测leptinmRNA的表达,并将表达产物进行SDS-PAGE分析及Westernblot验证。结果发现,转染24-48h后出现有绿色荧光转染细胞,经RT-PCR检测有目的基因出现,Westernblot也发现清晰的表达带,表明EGFP-leptin成功在MIH/3T3细胞获得表达。最后经过G418筛选成功获得稳定转染的细胞株。
(4)利用实时定量PCR技术对不同分组间小鼠肠系膜脂肪中microRNA-143表达分析,结果显示注射(重组leptin,Ⅱ组)组和禁食组(Ⅳ组)小鼠microRNA-143表达均明显上升,而且注射组(Ⅱ组)小鼠microRNA-143表达增加较快;注射leptin和禁食小鼠3日后体重均减少,其中注射并禁食组(Ⅲ组)日减体重最多;注射和禁食组(Ⅲ组)小鼠血清leptin水平先降低后又逐步回升,这些发现推测microRNA-143参与leptin调节机体能量平衡机制。