肥胖是脂肪在人和动物机体内过度沉积的结果,常常可以引起糖尿病、脂肪肝、动脉粥样硬化等代谢性疾病。脂肪组织对人和动物机体的能量存储和代谢起重要的作用,不仅为研究肥胖、糖尿病等多种疾病提供一定的理论基础,还可以对动物产品质量提供一定的帮助。脂肪组织通过分泌Galectin-3、PPARγ、CRP、IL-1β等与脂肪代谢相关的细胞因子和炎症因子来调控脂肪代谢,所以对这些因子的研究是至关重要的。Galectin-3是一种β-半乳糖苷结合蛋白,以往的研究主要集中于Galectin-3在肿瘤、心脏衰竭、肝纤维化等疾病的发生发展过程中的作用。近年来的研究表明,Galectin-3可调控糖代谢和脂肪代谢,在肥胖、糖尿病等代谢性疾病的发生发展过程中起重要作用。然而,Galectin-3对脂肪代谢的调节作用目前却有不同的研究报道。二甲双胍(Metformin)是二型糖尿病患者常用的降糖药,同时,还能减轻患者的体重。研究表明,Metformin可以显著抑制Galectin-3表达,表明Metformin有可能通过调控Galectin-3影响机体的脂肪代谢,但其具体的作用机制目前尚未见深入报道。本实验对猪Galectin-3基因进行生物信息学分析,然后克隆Galectin-3基因片段。利用RT-PCR技术研究Galectin-3基因在猪和大鼠组织间的表达,探究其在组织间和种间的表达规律。用不同浓度的Metformin处理SD大鼠,通过RT-PCR和Western Blot方法,探讨Galectin-3与脂肪代谢相关因子PPARγ、FABP4、CRP、IL-1β等在基因表达方面的联系,从而进一步研究Galectin-3对脂肪代谢的调控作用,为调控人体肥胖及其相关代谢疾病提供更为充分的理论依据。研究结果如下:(1)猪Galectin-3基因全长970 bp,编码260个氨基酸蛋白。无信号肽,不属于跨膜蛋白。对Galectin-3基因进行系统发育树分析,猪和大鼠与人类有较近的亲缘关系。(2)克隆出猪Galectin-3基因片段,长度242bp,当退火温度为58.5℃时,扩增效率最高。克隆出大鼠Galectin-3基因片段,长度为356bp,当退火温度为58.8℃时,扩增效率最高。(3)猪Galectin-3基因在脂肪组织中表达水平较高,在肺、肾脏和肌肉组织中等水平表达,在心脏、肝脏和脾脏组织表达水平较低。大鼠Galectin-3基因在肺和脂肪组织中表达水平较高,在肝脏、脾脏、肾脏和肌肉组织中等水平表达,在心脏组织中表达水平较低。虽然Galectin-3在猪和大鼠七个组织中均有不同程度的表达,但是都在脂肪组织中表达水平最高,可能在脂肪代谢调节中发挥重要的作用。(4)在Metformin作用下,大鼠脂肪组织中Galectin-3的m RNA和蛋白表达水平显著被抑制,成脂基因PPARγ、LPL的表达显著增加,FABP4和炎性因子CRP、IL-1β的m RNA的表达水平显著降低,表明Galectin-3可能通过PPARγ及其靶基因的表达抑制脂肪生成;同时通过增加CRP、IL-1β等炎性因子的表达而促进脂肪分解。由此推断Galectin-3可以抑制脂肪的合成代谢,对肥胖和糖尿病等疾病的调节起重要作用。综上所述:Galectin-3基因在猪和大鼠中存在组织间和种间表达差异,并且在脂肪组织中大量表达。对Galectin-3基因的调控作用进行研究,Galectin-3基因可能调节PPARγ、LPL基因的表达来抑制脂肪生成,增加FABP4、CRP、IL-1β等基因的表达促进脂肪分解,推断Galectin-3可以抑制脂肪的合成代谢,对肥胖、糖尿病等疾病起重要的作用。