烟酰胺核苷酸转氢酶基因在葡萄糖和能量代谢中的作用研究

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缺失突变Nnt基因的C57BL/6J(B6J)小鼠广泛应用于葡萄糖耐受不良症的代谢研究。该基因在葡萄糖代谢和能量代谢中发挥重要作用。研究表明缺失Nnt基因的B6J小鼠其胰岛素分泌减少,线粒体活性氧增加。本研究中,对比分析了缺失Nnt基因的B6J小鼠和含完整Nnt基因的Km小鼠的血糖水平,并研究了Nnt基因对小鼠生长、饲料转化率性状的影响,得到如下结果:  1.进化分析结果表明Nnt基因在多个物种间保守;猪、牛、羊、狗、马饲养家动物的Nnt基因同源性很高;然而,鸡Nnt基因与哺乳动物同源性相对较低。  2.发现两个品系的小鼠在喂食后血糖水平均逐渐下降,并在空腹24h后达到最低水平。同时发现,喂食后空腹0h、2h、10h、24h B6J小鼠的血糖水平显著高于Km小鼠。  3.构建了B6J×Km F2群体(N=342)。在该群体中,饥饿0到12h的Nnt-/-(缺失Nnt基因)纯合子小鼠的血糖变化程度要显著高于Nnt+/+型(含完整Nnt基因)纯合子小鼠(P<0.05),Nnt+/-型小鼠的血糖水平与其它两种基因型小鼠无显著差异。  4.B6J和Km小鼠在5周龄时在体重上呈现显著差异,但是在三周龄时体重差异不显著。  5.利用F2群体对Nnt基因和代谢、生长、饲料转化率(feed conversion ratio,FCR)性状进行了关联分析,发现Nnt基因与3周龄体重(P<0.01)、5周龄体重(P<0.05)和平均代谢体重(P<0.01)显著关联;与平均日采食量、平均日增重、FCR性状无显著关联。  6.在F2群体中高FCR和低FCR小鼠的血糖水平差异不显著。  7.QRT-PCR结果表明Nnt基因在肠道、心脏、肝脏和骨骼肌组织中高表达。在高FCR和低FCR的小鼠中Nnt、Glut-4和Igf-1基因的表达水平在肝脏组织中差异不显著。  8.F2群体中高FCR小鼠的Glut-1和Ucp-2基因在肝脏中的表达水平显著高于低FCR小鼠(P<0.05)。低FCR小鼠的Akt-1、Glut-2、Irs-1基因在肝脏中的表达水平显著高于高FCR小鼠(P<0.05)。  9.C2C12细胞中存在Nnt基因的表达,但是在分化过程中该基因的表达水平差异不显著。  10.双荧光素酶报告基因检测结果发现,Nnt基因受到miR-221、miR-222调控。  以上结果说明在小鼠中Nnt基因参与调控血糖稳定、基础能量代谢和生长性状存在关联,但不影响其饲料效率性状。另外,Nnt基因可能受到miR-221、miR-222转录后调控。这些研究结果为解释Nnt基因在代谢和生长中的作用提供了新的依据。
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