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本文从五个方面研究了鸡Ghrelin(eGhrelin)及其受体(cGHS-R1a)mRNAs的表达及其对成年鸡采食和能量稳态的调节作用。
一、采集岭南黄鸡15天龄鸡胚(E15)和E19以及出壳后2日龄(P2)、P16、P30、P44和P58公鸡的下丘脑、腺胃和肝组织样品,采用实时荧光定量PCR方法,检测了cGhrelin和cGHS-R1a mRNAs在上述组织中的发育性表达特点。结果表明,腺胃cGhrelin mRNA表达丰度在鸡胚阶段相对较低,在P2时急剧升高(P<0.05),并维持该水平至P30,而在换料后的P44时显著下降(P<0.05),在P58时又升至最高点;下丘脑cGhrelin mRNA表达丰度和腺胃与肝脏cGHS-R1a mRNA的表达丰度都在P30时显著升高(P<0.05):下丘脑cGHS-R1a mRNA和肝脏cGhrelin mRNA的表达丰度并不随发育阶段而变化。提示鸡不同组织的cGhrelin配体.受体系统mRNAs表达具有不同的发育性变化模式。
二、选用30日龄岭南黄公鸡30只,根据体重均分为5组,分别为对照组(自由采食24 h)、禁食12 h组、禁食36 h组、禁食12 h后再采食12 h组和禁食36 h后再采食12 h组,采集各组鸡下丘脑、腺胃和肝组织样品,检测cGhrelin和cGHS-R1amRNAs在上述组织中的表达。结果表明,禁食与禁食后再采食处理对下丘脑cGhrelin配体.受体系统mRNAs的表达无显著影响(P>0.05);禁食12 h和36 h显著上调腺胃cGhrelin mRNA的表达(P<0.05),且再采食12 h该水平未能恢复,禁食12 h显著上调腺胃cGHS-R1a mRNA的表达(P<0.05),且再采食12 h可使该水平恢复,而禁食36 h该水平与对照组无显著差异(P>0.05);禁食处理呈时间依赖性地上调肝脏cGhrelinmRNA的表达,且再采食12 h使该水平恢复,肝脏cGHS-R1a mRNA的表达模式与肝脏cGhrelin mRNA类似。提示cGhrelin配体.受体系统mRNAs的表达受到机体不同采食状态的调节,且不同组织具有不同的表达模式。
三、采用改良的原位两步灌流法分离成年鸡肝细胞,并建立了原代成年鸡肝细胞无血清培养体系,用0、0.025、0.5、10和200 nM cGhrelin及大鼠Ghrelin处理肝细胞,分别在处理后24、48和72 h时采用MTT法和中性红法检测细胞增殖情况;另外,选择100 nM cGhrelin单独处理及分别与50 μM [D-Lys<3>]-GHRP-6、10μMTyrphostin 23、50μM PD98059和1μM GF109203X共处理肝细胞48 h,检测细胞增殖情况。结果表明,Ghrelin呈时间和剂量依赖性的促进原代培养的成年鸡肝细胞增殖,其促增殖效应可分别被与[D-Lys<3>]-GHRP-6、Tyrphostin 23、PD98059和GF109203X共处理时阻断。提示cGhrelin对成年鸡肝细胞的促增殖作用由cGHS-R1a介导,是TK-MAPK和PKC-MAPK依赖性的过程。
四、用0、0.5、10和200 nM cGhrelin分别处理原代培养的成年鸡肝细胞12、24和30 h。收集处理12和24 h的肝细胞,采用实时荧光定量PCR方法检测肝细胞ALB、cGHS-R1a、GHR、IGF-Ⅰ、H6PD、PFK、PGM-1、ACLY、ACC-α、FAS、SCD、ME、PPAR-α、Apo-AI、Apo-B等基因的mRNA表达丰度。收集处理30 h的培养上清液和肝细胞,采用全自动生化分析仪测定上清液中ALT、LDH和GGT的活性,以及葡萄糖、甘油三脂、ALB、总胆汁酸和总胆固醇的含量,采用放射免疫法测定上清液中IGF-Ⅰ的浓度;采用BCA法测定肝细胞总蛋白,用于校正上述分泌功能指标。结果表明:
(1)不同浓度cGhrelin处理肝细胞30 h,均显著降低上清液中ALT、LDH活性(P<0.05),提示Ghrelin对肝细胞具有保护作用。
(2)10和200 nM cGhrelin处理肝细胞24 h,显著上调cGHS-R1a mRNA的表达(P<0.05);10 nM cGhrelin处理肝细胞24 h,显著上调IGF-Ⅰ mRNA的表达(P<0.05),与此吻合的是,10 nM cGhrelin处理肝细胞30 h可显著升高培养上清液中IGF-Ⅰ的水平(P<0.05)。
(3)不同浓度cGhrelin处理肝细胞30 h,显著降低上清液中葡萄糖浓度(P<0.05);呈剂量依赖性地增加上清液中甘油三酯的含量,且10 nM组和200 nM组显著高于对照组(P<0.05)。
(4)cGhrelin处理肝细胞24 h,10和200 nM cGhrelin显著上调H6PD mRNA的表达(P<0.05);呈剂量依赖性地上调ACC mRNA的表达,200 nM组显著高于对照组和0.5 nM组(P<0.05);不同浓度cGhrelin处理肝细胞12和24 h,均呈剂量依赖性地上调FAS和Apo B mRNAs的表达,在处理12 h时,200 nM组显著高于对照组和0.5 nM组(P<0.05),在处理24 h时,200 nM组显著高于对照组(P<0.05)。
上述结果提示,Ghrelin 对成年鸡肝细胞的生长轴相关因子及糖脂代谢过程具有直接的调节作用。
五、采用自行设计制作的鸟类脑立体定位仪,在8周龄岭南黄公鸡第三脑室埋植引导导管,建立了成年鸡脑室注射的方法,研究了脑室注射cGhrelin和猪神经肽Y(pNPY)对成年鸡采食的影响。结果表明:
(1)给自由采食的成年公鸡第三脑室注射2、4和8μg pNPY,均显著促进其采食。其中2μg(P=0.025)和4μg pNPY(P=0.003)处理后0.25 h即显著促进采食,且可维持4~7 h;而8μg pNPY处理后在0.25 h内采食量无显著变化(P=0.088),但0.5 h时采食量急剧增加(P=0.012),且该效应可维持7 h。
(2)给禁食3 h的成年公鸡第三脑室注射0.04、0.1、0.4、1.6和3.2 nmol cGhrelin,呈剂量依赖性地抑制其采食,其中最低有效剂量为0.1 nmol,但仅在注射后0.25 h内显著抑制采食(P=0.018);注射0.4、1.6和3.2 nmol剂量时,均在0.25 h内显著抑制采食(P分别为0.005、0.003和0.001),且该效应可分别维持2、4和7 h,同时,在注射后0.5~1 h内,鸡只表现焦躁不安,随后出现睡眠样行为反应,采食量明显减少。
(3)给自由采食的成年公鸡第三脑室共注射2 nmol cGhrelin和4μg pNPY,与单独注射4μg pNPY时相比,共注射时在注射后1~4 h内采食量显著减少(P<0.05)。
上述结果提示,Ghrelin中枢处理抑制鸡采食的效应是Ghrelin对禽类采食调节的特有现象,其生物学意义有待进一步阐明。