發(fā)布時(shí)間：2020-07-01 00:18

【摘要】：環(huán)境低溫是北方寒區(qū)動(dòng)物面臨的主要應(yīng)激源之一,長(zhǎng)期低飼養(yǎng)溫度或急性冷暴露對(duì)動(dòng)物的生長(zhǎng)性能、肌肉特性和肉質(zhì)都有很大的影響,嚴(yán)重危害北方高寒地區(qū)畜牧養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展。冷暴露后機(jī)體通過(guò)增強(qiáng)自身代謝活動(dòng)和骨骼肌收縮來(lái)維持正常體溫。骨骼肌占全身重量的40%~60%,是能量?jī)?chǔ)存和利用的一個(gè)重要器官。冷暴露中骨骼肌的功能及能量水平對(duì)機(jī)體運(yùn)動(dòng)能力的正常發(fā)揮起著十分重要的作用。有研究表明,O-GlcNAc糖基化修飾可影響骨骼肌的生長(zhǎng)發(fā)育以及其生理功能。O-GlcNAc糖基化修飾作為蛋白質(zhì)翻譯后修飾類(lèi)型中的一種,具有重要的生物學(xué)功能,可以調(diào)節(jié)多種生物學(xué)進(jìn)程以維持細(xì)胞正常生理功能,如信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)、蛋白酶體活性、細(xì)胞凋亡、轉(zhuǎn)錄和翻譯等。據(jù)報(bào)道,O-GlcNAc糖基化修飾在機(jī)體應(yīng)激和代謝調(diào)節(jié)中可充當(dāng)“營(yíng)養(yǎng)和應(yīng)激感受器”的角色,那么,在急性冷暴露條件下O-GlcNAc糖基化修飾在機(jī)體能量代謝調(diào)節(jié)方面起著怎樣的作用,目前尚不明確。分析仔豬骨骼肌及肝臟組織對(duì)冷應(yīng)激的響應(yīng),進(jìn)而明確調(diào)節(jié)葡萄糖代謝的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)機(jī)制,將有助于解決北方高寒地區(qū)幼畜面臨突發(fā)寒冷應(yīng)激狀況時(shí)抗寒能力差、死亡率高等現(xiàn)實(shí)問(wèn)題,對(duì)提升幼畜存活率,從而保證畜牧業(yè)持續(xù)健康發(fā)展具有重要意義。為探討急性冷暴露對(duì)機(jī)體行為學(xué)的影響,本研究以C57BL/6小鼠為研究對(duì)象,建立冷應(yīng)激模型。將小鼠分為冷暴露試驗(yàn)組(冷暴露2 h、4 h、6 h、8 h、10 h及12 h組,4℃)和常溫對(duì)照組(28℃)。冷刺激前將各組小鼠逐只稱(chēng)重并記錄,冷刺激結(jié)束后立即進(jìn)行體重、體溫測(cè)量和曠場(chǎng)行為學(xué)測(cè)試試驗(yàn)。結(jié)果顯示,冷暴露組小鼠較常溫對(duì)照組在曠場(chǎng)試驗(yàn)中的運(yùn)動(dòng)距離和站立次數(shù)顯著減少,運(yùn)動(dòng)能力降低,自發(fā)活動(dòng)和活躍程度明顯減弱(P0.05);而總運(yùn)動(dòng)時(shí)間和靜止時(shí)間與常溫對(duì)照組相比沒(méi)有顯著性變化;并且,隨著冷暴露時(shí)間的延長(zhǎng),小鼠體溫極顯著降低(P0.01),而體重與對(duì)照組相比無(wú)顯著性差異(P0.05)。為探討急性冷暴露條件下O-GlcNAc糖基化修飾對(duì)C57BL/6小鼠腓腸肌和肝臟組織葡萄糖代謝的影響,本研究采集冷暴露2 h、4 h、6 h、8 h、10 h及12 h小鼠的腓腸肌、肝臟組織和血液,對(duì)血漿中的血糖、胰島素和胰高血糖素水平進(jìn)行檢測(cè),對(duì)組織中ATP、ADP和AMP含量進(jìn)行檢測(cè),對(duì)組織中O-GlcNAc,OGT,Akt以及葡萄糖代謝和細(xì)胞凋亡相關(guān)蛋白表達(dá)水平進(jìn)行檢測(cè),結(jié)果顯示,急性冷暴露可引起血漿中葡萄糖水平顯著降低(P0.05)、胰高血糖素水平極顯著升高(P0.01)和胰島素水平呈現(xiàn)波動(dòng)調(diào)節(jié)(P0.05),ATP/(ADP+AMP)含量呈現(xiàn)時(shí)序性波動(dòng)變化(P0.05),促進(jìn)腓腸肌及肝臟組織中O-GlcNAc糖基化修飾和OGT蛋白的表達(dá),促進(jìn)Akt蛋白的活化,并誘導(dǎo)Akt下游葡萄糖代謝相關(guān)蛋白AS160(葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)關(guān)鍵蛋白),Glut4(葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)關(guān)鍵蛋白),GSK3β(糖原合成關(guān)鍵蛋白),GS(糖原合成關(guān)鍵蛋白),PFKFB2(糖酵解關(guān)鍵蛋白)的磷酸化,冷暴露前后細(xì)胞凋亡相關(guān)蛋白Bcl-2/Bax比值差異顯著(P0.05),而Cleaved-Caspase-3(P0.05)則無(wú)顯著性變化,并且冷暴露小鼠的腓腸肌和肝臟組織均對(duì)冷應(yīng)激響應(yīng)呈現(xiàn)出時(shí)序性變化。為探討急性冷暴露條件下骨骼肌OGT~(-/-)條件性敲除對(duì)C57BL/6小鼠腓腸肌和肝臟組織葡萄糖代謝的影響,本研究構(gòu)建了骨骼肌特異性O(shè)GT~(-/-)敲除小鼠,分別給予野生型和骨骼肌特異性O(shè)GT~(-/-)敲除小鼠4℃冷刺激0 h和4 h,采集腓腸肌、肝臟和血液樣本,對(duì)血漿中血糖和胰島素水平進(jìn)行檢測(cè),對(duì)組織中糖酵解中間產(chǎn)物FDP和終產(chǎn)物PA以及O-GlcNAc糖基化修飾水平、OGT蛋白表達(dá)水平、IRS-1/Akt通路及其下游葡萄糖代謝相關(guān)蛋白和Bcl-2、Bax、Caspase-3等凋亡相關(guān)蛋白進(jìn)行檢測(cè),結(jié)果顯示,急性冷暴露條件下,與野生型小鼠相比骨骼肌特異性O(shè)GT~(-/-)敲除小鼠血糖和胰島素水平顯著降低(P0.05),腓腸肌中FDP和PA含量極顯著升高(P0.01),肝臟中FDP和PA含量無(wú)顯著性變化(P0.05),并促進(jìn)了IRS-1/Akt及下游葡萄糖代謝相關(guān)蛋白的表達(dá),使機(jī)體葡萄糖代謝和全身胰島素敏感性增強(qiáng),促進(jìn)細(xì)胞凋亡相關(guān)蛋白表達(dá)明顯上調(diào),對(duì)細(xì)胞保護(hù)作用減弱。為進(jìn)一步探究冷暴露對(duì)仔豬腓腸肌和肝臟組織的影響,為更貼合生產(chǎn)實(shí)際,本研究選擇常用養(yǎng)殖培育品種“杜×長(zhǎng)×白”三元雜交仔豬為研究對(duì)象,并采集了腓腸肌、肝臟和血液樣本,對(duì)血漿中血糖水平進(jìn)行檢測(cè),對(duì)組織中ATP、ADP和AMP含量進(jìn)行檢測(cè),對(duì)組織中O-GlcNAc,OGT,Akt以及葡萄糖代謝和細(xì)胞凋亡相關(guān)蛋白的表達(dá)進(jìn)行檢測(cè),結(jié)果顯示,急性冷暴露后仔豬血漿中血糖水平無(wú)顯著性變化(P0.05),但可促進(jìn)腓腸肌及肝臟組織中O-GlcNAc糖基化修飾和OGT蛋白的表達(dá),促進(jìn)Akt蛋白的活化,誘導(dǎo)Akt下游葡萄糖代謝相關(guān)蛋白的磷酸化,并且冷暴露仔豬的腓腸肌和肝臟組織均對(duì)冷應(yīng)激響應(yīng)呈現(xiàn)出先升高后降低的時(shí)序性變化。綜上所述,在C57BL/6小鼠腓腸肌和肝臟中整體O-GlcNAc糖基化水平在急性冷暴露期間呈動(dòng)態(tài)變化過(guò)程,通過(guò)IRS-1/Akt信號(hào)通路調(diào)節(jié)機(jī)體葡萄糖代謝和胰島素敏感性;也參與調(diào)節(jié)細(xì)胞凋亡相關(guān)蛋白表達(dá),實(shí)現(xiàn)應(yīng)激條件下的細(xì)胞保護(hù)作用。O-GlcNAc糖基化修飾也可在仔豬急性冷暴露期間誘導(dǎo)腓腸肌和肝臟中Akt活化,調(diào)控下游葡萄糖代謝和細(xì)胞凋亡相關(guān)蛋白表達(dá),實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)葡萄糖代謝及應(yīng)激條件下的細(xì)胞保護(hù)作用。
【學(xué)位授予單位】：黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類(lèi)號(hào)】：S852.2

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9 王s

本文編號(hào)：2736021