维生素A对H2O2诱导损伤的奶牛乳腺上皮细胞内乳脂肪和乳蛋白合成的影响及其机理

来源 :内蒙古农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wuzheyun314
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奶牛乳腺上皮细胞(BMECs)是合成和分泌乳脂肪和乳蛋白的主要场所。氧化应激的发生会降低乳脂肪和乳蛋白的合成,影响牛乳产量和乳品质。本论文旨在探究维生素A(VA)对过氧化氢(H2O2)诱导损伤的BMECs内乳脂肪和乳蛋白合成减少的缓解作用及其机制;研究结果为减缓奶牛乳腺氧化应激、改善乳腺健康及提升原料乳质量提供理论依据。论文分为3个试验。试验1采用单因子完全随机试验设计,以H2O2为氧化应激源,研究VA对氧化应激引起的BMEC内乳脂肪和乳蛋白合成减少的抑制作用。试验分为9个组,分别为CON组、H2O2损伤组和7个不同浓度的VA预保护组(VA添加浓度分别为0.05(0.05VAH)、0.1(0.1VAH)、0.2(0.2VAH)、0.5(0.5VAH)、1(1VAH)、2(2VAH)和4(4VAH)μg/m L)。结果表明,H 2O2诱导的氧化损伤显著降低了BMEC的活力、谷胱甘肽过氧化物酶(GPx)、总超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、硫氧还蛋白还原酶(Trx R)的活性和总氧化能力(T-AOC)及GPx和Trx R1的基因表达(P<0.05),升高了活性氧(ROS)的含量(P<0.05)。H2O2损伤组显著降低了甘油三酯(TG)含量和乙酰辅酶A羧化酶(ACACA)、硬脂酰辅酶A去饱和酶(SCD)、脂蛋白酯酶(LPL)的活性(P<0.05),降低了过氧化酶体增殖物激活受体γ(PPARγ)、固醇调节元件结合蛋白1(SREBP1)、ACACA和脂肪酸合成酶(FASN)的基因表达(P<0.05)。H2O2损伤组显著降低了αs1-酪蛋白(CSN1S1)、β-酪蛋白(CSN2)、雷帕霉素靶蛋白(m TOR)的含量和CSN1S1、m TOR、e IF4E、JAK2、STAT5的基因表达(P<0.05)。0.2~4μg/m L的VA预保护可逆转H2O2损伤引起的上述指标的变化,上调转录因子PPARγ和SREBP1的基因表达,促进与FA从头合成、摄取转运有关的基因表达与酶活,上调m TOR和JAK2/STAT5通路相关基因的表达,减缓氧化应激对乳脂肪和乳蛋白合成的降低,且1μg/m L的VA预保护组的细胞活力、GPx的酶活性和基因表达以及FASN、CSN3、STAT5的基因表达显著高于其他VA预保护组和H2O2损伤组(P<0.05),T-AOC、SOD、CAT、FASN、S6K1的活性和TG、CSN2的含量以及Trx R1、SCD、LPL、CSN1S1、CSN2的基因表达量在数值上都高于其他VA预保护组和H2O2损伤组。综合上述多项指标得出,以1μg/m L的VA缓解作用最好。试验2分为两部分,均采用单因子完全随机试验设计。第一部分通过添加不同浓度的PPARγ抑制剂(GW9662),以细胞活力为指标确定了GW9662在BMEC中添加的适宜浓度是20μmol/L。第二部分利用GW9662抑制PPARγ活性,研究VA是否通过提高PPARγ活性来缓解氧化损伤引起的乳脂肪乳和蛋白合成的减少。试验分为7个处理组,分别为CON组、H2O2损伤组、VA组、VA+H2O2组、GW组(PPARγ抑制组,根据第一部分确定其浓度)、VA+GW组、VA+H2O2+GW组,VA的剂量为1μg/m L。结果表明,与CON组相比,GW组的抗氧化酶GPx、Trx R、SOD、T-AOC、CAT活性及GPx、Trx R1的基因和蛋白表达显著降低(P<0.05),TG与乳蛋白含量、乳脂肪合成相关基因FASN、ACACA、LPL、SCD、FABP3、SREBP1的表达、乳蛋白合成相关基因CSN1S1、CSN2、CSN3、m TOR、4EBP1、STAT5的表达显著降低(P<0.05),PPARγ、SREBP1的蛋白表达和m TOR信号通路因子的磷酸化水平显著降低(P<0.05)。与VA+H2O2组相比,VA+H2O2+GW组的上述指标均显著降低,ROS的含量显著升高(P<0.05);说明VA是通过激活PPARγ促进了脂肪酸的从头合成与摄取和转运,促进了m TOR与JAK-STAT通路的激活,进而缓解氧化损伤引起的乳脂肪乳蛋白合成的减少。试验3采用单因子完全随机试验设计,利用si RNA沉默Trx R1,研究Trx R1是否是VA缓解BMEC氧化损伤及由氧化损伤引起的乳脂肪和乳蛋白合成减少的关键基因。试验分为7个处理组,分别为CON组、H2O2损伤组、VA组(根据试验1确定其浓度)、VA+H2O2组、si Trx R组、si Trx R+VA组、si Trx R+VA+H2O2组。结果表明,与CON组相比,si Trx R组的抗氧化酶GPx、Trx R、SOD、T-AOC、CAT活性及GPx、Trx R1的基因和蛋白表达显著降低(P<0.05);TG与乳蛋白含量、PPARγ与SREBP1的基因和蛋白质表达显著降低(P<0.05),乳脂肪合成相关基因FASN、ACACA、LPL、SCD、FABP3、SREBP1与乳蛋白合成相关基因CSN1S1、CSN2、CSN3、m TOR、e IF4E、4EBP1、JAK2、STAT5的表达显著降低(P<0.05),乳蛋白合成信号通路因子m TOR、e IF4E和4EBP1的磷酸化水平也显著降低(P<0.05)。与VA+H2O2组相比,Trx R1基因沉默后的si Trx R+VA+H2O2组显著降低了细胞的抗氧化应激能力(P<0.05),抑制了TG与乳蛋白含量及PPARγ的基因与蛋白质表达,降低了脂肪酸的从头合成与摄取和转运及m TOR与JAK-STAT通路的激活。说明沉默Trx R1基因减弱了VA对H2O2诱导的BMECs氧化损伤的保护及氧化损伤引起的乳脂肪和乳蛋白合成减少的缓解作用。综上所述,本研究从Trx R/PPARγ途径探讨了VA对氧化应激引起的BMECs乳脂肪与乳蛋白合成减少的减缓作用及其机制,即VA通过促进Trx R活性激活PPARγ,促进了脂肪酸的从头合成、摄取与转运,促进了m TOR信号通路的活化与JAK2/STAT5通路,进而缓解了氧化应激引起的BMECs内乳脂肪与乳蛋白的合成降低。
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