肉鸡脂质代谢相关机制探索

胰岛素抵抗专题 读书报告,报告人 ：韩春艳导 师：李 垚 教授 2016年9月,目 录,1,胰岛素抵抗概述,定义,胰岛素抵抗 ( Insulin resistance ，IR)是指胰岛素的外周靶组织对内源性或外源性胰岛素的敏感性和反应性降低，导致生理剂量的胰岛素产生低于正常的生理效应，即要超过正常量的胰岛素才能维持血糖的稳定。,1. 胰岛素抵抗概述,肝脏,肌肉,脂肪,胰岛素典型的效应器官,肝脏,肌肉,脂肪,优于其它靶组织首先发生胰岛素抵抗,最重要的靶组织,对胰岛素抵抗的发生发展起重要作用,高尿酸血症,如何缓解胰岛素抵抗、提高胰岛素的敏感性己成为防治2型糖尿病、肥胖、高血糖症等疾病的重要课题。,2.1 PI3K/PKB 胰岛素信号通路与胰岛素抵抗,PI3K/PKB 胰岛素信号通路,MAPK胰岛素信号转导途径,胰岛素信号通路,PI3K/PKB 胰岛素信号通路,2.2 PI3K/PKB 通路关键基因IR,胰岛素受体（insulin receptor, IR）是由2个亚基和2个亚基通过二硫键联接组成且高度糖基化的跨膜四聚体蛋白。,IR结构,IR功能,IRS结构,胰岛素受体底物(insulin receptor substrate，IRS) 是指能够被激活的胰岛素受体酪氨酸激酶作用的底物， 其上具有十几个酪氨酸残基，可被磷酸化。,PI3K/PKB 通路关键基因IRS,对传入的信号进行整合、放大,IRS功能,活化的 IRS作为“停泊蛋白”发挥作用，与数种含有 SH2 结构域的适配蛋白聚合，如PI3K，使得这些适配蛋白被活化。,通过cDNA克隆筛选到的编码SH结构域的基因的蛋白产物,主要对肌肉组织的葡萄糖代谢产生影响,广泛表达于胰岛素的敏感组织中，如肌肉、脂肪、肝脏、胰岛等,PI3K结构,PI3K/PKB 通路关键基因PI3K,磷脂酰肌醇-3-激酶（Phosphatidy linosito l 3-kinase，PI3K）是一种胞内磷脂酰肌醇激酶，包含 1 个 p110催化亚基和 1 个 p85调节亚基。,PI3K功能,其中p85调节亚基含有两个SH2结构域，可以与磷酸化的IRS配合，将p110催化亚基转移至细胞膜上，激活 PI3K，进一步将胰岛素信号向下传递。,PI3K/PKB 通路关键基因PKB,PKB，也称作 Akt，是一种丝氨酸和苏氨酸蛋白激酶，位于 PI3K 的下游，作为PI3K/PKB 胰岛素信号通路中的一个关键信号蛋白，参与调节葡萄糖的转运和糖原的合成。,PKB概念,。,PI3K/PKB 通路关键基因PKB,。,糖原合成酶激酶3（glycogen synthesis kinase，GSK-3），是一种丝氨酸/苏氨酸激酶，具有酪氨酸磷酸化激酶的活性，参与细胞增殖和调亡、细胞迁移、胰岛素信号转导等多种细胞内的代谢调控。 GSK-3 分为 GSK-3 和 GSK-3 两种亚型，其中 GSK-3 在糖原的合成与分解过程中起到调控作用。,PI3K/PKB 通路关键基因GSK3,GSK-3概念,GSK-3功能,脂肪细胞因子是由白色脂肪分泌的一类蛋白类物质，参与调节多项生理代谢过程。越来越多的研究证明，脂肪细胞因子对胰岛素抵抗的发生发展起着重要的作用。,常见脂肪细胞因子,游离脂肪酸（Free fatty acid，FFA）是细胞膜脂质结构和前列腺素合成的供体，为脂肪代谢的中间产物，是机体主要供给能量的来源。,3.1 游离脂肪酸（FFA）,FFA导致IR的机制,FFA 抑制葡萄糖氧化,瘦素（Leptin）由肥胖基因（ob基因）编码产生，脂肪细胞分泌的分子量为16kDa的脂肪调节激素，是一种抗肥胖激素。,3.2 瘦素 （Leptin）,瘦素导致IR的机制,抵抗素（Resistin）主要由白色脂肪组织分泌的一种富含半胱氨酸的多肽类激素，因具有抵抗胰岛素的作用而被命名，与胰岛素抵抗呈正相关性。,3.3 抵抗素（Resistin）,抵抗素导致IR的机制,抑制InR 及IRS-1分子中酪氨酸残基磷酸化，使PI3K和PKB的激活减少，从而引起脂肪细胞的IR,过度表达抵抗素的动物体内TG含量升高， HLD水平下调，FFA 水平增高，引发IR,3.4 肿瘤坏死因子-（TNF-）,肿瘤坏死因子-（TNF-）由单核巨噬细胞产生的一种跨膜蛋白，TNF- 作为一种典型的前炎症细胞因子，在胰岛素抵抗个体中高表达。,TNF-诱发和加重IR的机制,脂联素（Adiponectin）是成熟脂肪组织特异性分泌的蛋白质，具有与瘦素相似的抗糖尿病特性，主要表达于脂肪组织。在机体内作为一种胰岛素增敏激素发挥作用，是与胰岛素抵抗呈负相关性的脂肪细胞因子。,3.5 脂联素（Adiponectin）,脂联素抑制IR的机制,4,IR实验动物模型的建立,诱导型 （实验型）,4.1 高脂饮食诱发型,4.2 高糖饮食诱发型,4.3 高糖高脂饮食诱发型,4.4 饮食加药物诱发型,4.5 药物诱发型,槲皮素对链脲佐菌素诱导的高血糖肉鸡的作用及机制,学 生：韩春艳导 师：李 垚 教授,目 录,研究背景、目的及意义,技术路线,1,3,试验方案,2,预期效果,4,5,试验进程,槲皮素（Quercetin）是一种植源性黄酮类化合物。 黄酮类化合物可以改善血液循环，具有降低血糖、血脂和胆固醇的作用。具有调节畜禽脂质代谢的生物学作用，多种黄酮类化合物都能通过调节畜禽体内脂肪沉积，改善胴体品质。,1.1 研究背景,1.研究背景、目的及意义,过量脂肪不仅降低了感官品质，同时降低了营养价值，不符合现代营养、安全、低脂肉食品消费的发展趋势。,前期试验表明，黄酮类化合物具有降血脂、调节畜禽脂质代谢等生物学作用；降低血清总胆固醇、甘油三酯水平以及肝组织中总胆固醇含量，并增加高密度脂蛋白含量，并且畜禽肉品质得到良好改善；提示黄酮类物质对畜禽体内的脂肪沉积有一定影响，从而改善肉鸡肉品质。,STZ对机体组织毒性相对较小，动物存活率高，是目国内外使用较多的建立高血糖动物模型的最佳药物。,1.2 研究目的及意义 为了解肉鸡脂质代谢和肉品质与血糖关系，我们通过建立高血糖肉鸡模型，以探讨血糖控制对血脂变化的影响；并在饲粮中添加不同水平槲皮素进行治疗，通过检测肌肉、脂肪和肝脏组织中脂质代谢相关基因的表达，来研究槲皮素能否或是如何通过降低血糖来影响脂质代谢，从而改善肉品质的。,2.技术路线,肉鸡饲养,空腹血糖（FPG）,生长性能指标,肝组织化学染色检测,判断合适的STZ注射剂量,2.技术路线,3.试验方案,3.1 预试验3.1.1 试验设计 选取1日龄健康、体重相近的AA肉仔鸡120只，适应一周后，随机分为正常对照组（n=30只）和造模、 、 组（n=30只），造模组设3个链脲佐菌素（STZ）剂量，分别为40、50、60mg/kg，每个剂量组30只肉鸡 。,表3-1 预试验设计,造模组肉鸡禁食不禁水12h后，将STZ溶于0.1mol/L无菌柠檬酸缓冲液（pH=4.5）中，冰浴条件下配制成2%STZ溶液，立即经腹部皮下快速注射（30min内完成），正常对照组注射柠檬酸缓冲液。注射完成72h、1W、2W、3W、4W、5W、6W，每周每组随机选取6只肉鸡翅静脉采血，检测空腹血糖（FPG）、空腹胰岛素（FINS）含量，计算胰岛素抵抗指数（insulin resistance index，HOMA-IR），公式为HOMA-IR=（FPGFINS）/22.5，来判断高血糖模型是否成功。观察血糖与用量的关系，确定合适注射剂量。,3.1.2 试验方法,3.2正式试验3.2.1 试验设计 选取1日龄健康、体重相近的AA肉仔鸡（公）520只，适应一周后（7日龄前自由采食和饮水），随机分为8组，空白对照组、3水平槲皮素组和链脲佐菌素（STZ）组、STZ+3水平槲皮素组，每组6个重复，每个重复10只鸡，每组5只备用，试验期6周，试验设计见表3-2。,表3-2 正式试验设计,3.2.2 试验方法 空白组饲喂基础日粮， 槲皮素、组分别在基础日粮基础上添加0.02%、0.04%、0.06%槲皮素；所有STZ组肉鸡在第7天适应期结束后禁食不禁水12h，立即经腹部皮下快速 注射合适剂量的STZ；注射完成后72h以及每周每组随机选取6只肉鸡翅静脉采血，检测空腹血糖（FPG）、空腹胰岛素（FINS）含量，计算胰岛素抵抗指数（insulin resistance index，HOMA-IR），公式为HOMA-IR=（FPGFINS）/22.5，来监测血糖水平。注射一周后开始饲喂不同剂量的槲皮素。,表3-3 基础日粮组成及营养成分,注：每kg饲粮中含：维生素A 1500 IU；维生素D 3200 IU；维生素E 10IU；维生素K 0.5mg；维生素B12 0.01mg；生物素0.15mg；叶酸0.55mg；尼克酸30mg；泛酸10mg；吡哆醇3.5mg；核黄素3.6mg；硫胺素1.8mg；铜8mg；碘0.35mg；铁80mg；锰60mg；硒0.15mg；锌40mg。,3.2.3 试验日粮,3.2.4 测定指标及方法 (1)生长性能指标检测：试验开始后每天记录采食量，每周进行一次称重记录，计算平均日增重、平均日采食量以及料重比。 (2)屠宰性能指标：正试试验开始第1天和试验结束时，每个重复取2只鸡进行称重后屠宰，宰前停饲12h，分别计算屠宰率、半净膛率、全净膛率、胸肌率、腿肌率、腹脂率、腿脂率。 (3)血液生化指标：试验开始第1天和试验结束时，每组每个重复取2只鸡屠宰后取血样10mL，分离血清后，用全自动生化分析仪测定各项血液生化指标。,(4)肉品质：宰前停饲12h，每组每个重复取2只鸡。 肉色：屠宰2h内04保存24h后测定胸肌、腿肌肉色。 滴水损失：屠宰分割后取胸肌、腿肌于冰箱保存48后再称重，计算滴水损失率。 剪切力：屠宰后取腿肉股二头肌和胸肌中段，在04条件下冷藏48h，取出后升温15min，测定剪切力值。 pH值：屠宰后取胸肌，用胴体pH测定计测定pH45min和pH24h。 肌肉粗脂肪含量；屠宰后取胸肌和腿肌冷冻保存，按常规方法测定粗脂肪含量。,(5)组织化学染色检测：试验结束时，宰前停饲12h，每组每个重复取2只鸡，采集肝脏，新鲜组织经4%甲醛固定、脱水、石蜡包埋切片及HE染色，光镜下观察组织结构改变。 (6)分子指标测定：试验结束时，宰前停饲12h，每组每个重复取2只鸡，采用实时荧光定量PCR法和Western Blot法测定肌肉/脂肪、肝脏中各分子指标mRNA及蛋白表达水平。,4.试验预期结果,4.1 初步结果