限饲对妊娠中期母羊血液生化指标及内脏脂肪组织脂肪代谢的影响

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动物营养学报2018,30(6):2182⁃2193ChineseJournalofAnimalNutrition

doi:10.3969/j.issn.1006⁃267x.2018.06.021
限饲对妊娠中期母羊血液生化指标及
内脏脂肪组织脂肪代谢的影响
杨㊀宏1,2㊀周小玲1,2,3㊀颜琼娴1,4∗㊀谭支良1,5
(1.中国科学院亚热带农业生态研究所,亚热带农业生态过程重点实验室,畜禽养殖污染控制与资源化技术国家
工程实验室,湖南省畜禽健康养殖工程技术研究中心,农业部中南动物营养与饲料科学观测实验站;长沙410125;
2.中国科学院大学,北京100049;3.塔里木大学动物科学学院,阿拉尔843300;4.湖南省植物功能成分
利用协同创新中心,长沙410128;5.湖南省畜禽安全生产协同创新中心,长沙410128)
摘㊀要:本试验旨在研究限饲对妊娠中期母羊血液生化指标㊁内脏脂肪组织(VAT)脂肪酸组成及脂肪代谢相关基因表达的影响㊂选取妊娠湘东黑山羊16只,妊娠(45ʃ3)d,体重(29.86ʃ3.07)kg,随机分配至对照组(C组,100%妊娠营养需求)和限饲组(R组,60%妊娠营养需求),每组8只,试验期为妊娠45 100d㊂妊娠101d时,检测血液生化指标以及瘤胃网膜㊁肠系膜和肾周脂肪组织中脂肪酸组成㊁脂肪代谢和能量感知相关基因的表达㊂结果表明,R组与C组相比:1)血液胰高血糖素㊁游离脂肪酸含量显著升高(P<0.05),血液瘦素㊁脂联素和高密度脂蛋白胆固醇含量显著降低(P<0.05)㊂2)网膜脂花生四烯酸㊁棕榈油酸㊁亚油酸㊁二十碳三烯酸和多不饱和脂肪酸含量显著降低(P<0.05);系膜脂豆蔻酸含量显著降低(P<0.05);肾周脂亚油酸㊁花生四烯酸㊁二十碳三烯酸和多不饱和脂肪酸含量显著降低(P<0.05)㊂3)网膜脂腺苷酸活化蛋白激酶的催化亚基α2(AMPKα2)基因表达有上调的趋势(0.05ɤPɤ0.10);系膜脂脂肪酸合成酶(FASN)㊁硬脂酰辅酶A脱氢酶1(SCD1)㊁解偶联蛋白2(UCP2)基因表达有下调的趋势(0.05ɤPɤ0.10),过氧化物酶体增殖激活受体γ(PPARγ)基因表达有上调的趋势(0.05ɤPɤ0.10);肾周脂FASN㊁UCP2基因表达显著下调(P<0.05),腺苷酸活化蛋白激酶的非催化亚基β1(AMPKβ1)基因表达显著上调(P<0.05),肉碱脂酰转移酶1A(CPT1A)基因表达有上调的趋势(0.05ɤPɤ0.10)㊂综上所述,妊娠中期限饲导致母羊血液中脂肪代谢调控因子(瘦素和脂联素)含量下降,脂肪代谢产物(游离脂肪酸)含量上升,导致VAT的脂肪酸组成(PUFA含量下降),并经下调脂肪合成基因(FASN和SCD1)㊁上调脂肪动员基因(CPT1A)及下调基础能量代谢基因(UCP2)表达的途径,使母体VAT脂肪合成作用减弱㊁脂质分解作用增强来调节机体能量稳态㊂
关键词:限饲;妊娠中期;脂肪酸;脂肪代谢;山羊
中图分类号:S826㊀㊀㊀㊀文献标识码:A㊀㊀㊀㊀文章编号:1006⁃267X(2018)06⁃2182⁃12收稿日期:2017-12-04
基金项目:国家自然科学基金(31402105,31760678);中国科学院亚热带农业生态研究所青年创新团队(2017QNCXTD_ZCS)作者简介:杨㊀宏(1992 ),男,土家族,湖南湘西人,硕士研究生,研究方向为动物营养与饲料科学㊂E⁃mail:742875934@qq.com∗通信作者:颜琼娴,助理研究员,E⁃mail:yanqx14@isa.ac.cn
㊀㊀由于天然饲草资源数量和品质㊁生产管理技术及环境应激等因素限制,妊娠母羊易出现营养供给不足㊂妊娠期母羊营养受限不仅影响母体妊
娠附属物的发育㊁后期繁殖性能㊁胎儿组织器官发育及子代生长性能,而且对母体物质㊁能量代谢如脂肪代谢也有重要影响[1-3]㊂前人对母体妊娠期
6期杨㊀宏等:限饲对妊娠中期母羊血液生化指标及内脏脂肪组织脂肪代谢的影响
营养受限的研究主要集中在胚胎植入前后及妊娠
晚期,在生产中对母体的营养干预也主要在妊娠
晚期及泌乳阶段,对妊娠中期母体营养需要及能
量代谢的研究较少㊂妊娠中期是指妊娠1/3 2/3
阶段,这一时期是母体妊娠附属物发育和胎儿器
官形态建成及功能完善的重要时期[4],期间营养受限时母体的代谢变化及可能的代偿机制对妊娠
中期营养需要研究及制订相应饲养管理策略具有
重要意义㊂
㊀㊀妊娠期母体营养受限,母体会动员自身营养
储备,尤其是脂肪组织供能来维持胚胎发育和自
身能量需求,以缓冲外界不良环境对胚胎发育的
影响㊂脂肪组织是机体重要的能量贮存器官,也
是重要的脂肪代谢调控器官㊂根据分布部位,脂
肪组织可以分为皮下脂肪组织和内脏脂肪组织(visceraladiposetissue,VAT)㊂VAT主要在瘤胃网膜㊁肠系膜和肾周等分布,其相对于皮下脂肪组织,细胞脂肪动员能力更强㊁速度更快,其代谢产物能直接通过门静脉进入血液循环,进而影响机体脂质代谢和能量代谢㊂内脏脂肪代谢与机体胰岛素(INS)抵抗㊁脂肪代谢紊乱㊁糖尿病㊁脂肪肝㊁代谢综合征等[5-8]的产生密切相关㊂VAT动员和代谢变化,是反映机体营养物质充足或缺乏的重要指征,也是机体对营养不足环境的重要应答路径㊂
㊀㊀本试验通过研究限饲对妊娠中期母羊脂肪代
谢相关血液生化指标㊁VAT脂肪酸组成及脂肪代
谢相关基因表达的影响,试图初步解析妊娠中期
低营养水平状态下妊娠母羊VAT脂肪动员及其
对机体脂肪代谢的影响机制㊂
1㊀材料与方法
1.1㊀试验动物及饲养管理
㊀㊀试验采用单因素随机区组试验设计㊂健康湘
东黑山羊16只,妊娠(45ʃ3)d,体重(29.86ʃ3.07)kg,随机分配至对照组(C组,100%妊娠营养需求)和限饲组(R组,60%妊娠营养需求),每组8只㊂试验期为妊娠45 100d,试羊共接受55d试验处理,单栏饲养,饲粮精粗比50ʒ50,每日等量饲喂2次(08:00和16:00),先精后粗,2组基础饲粮相同,R组饲喂量为C组的60%,自由饮水㊂限制期间母羊干物质采食量为:C组(1.14ʃ0.04)kg/d,R组(0.60ʃ0.02)kg/d,R组实际限饲量为C组的52%㊂限饲结束时母羊体增重为:C组(5.91ʃ0.70)kg,R组(2.65ʃ0.22)kg㊂基础饲粮组成及营养水平见表1㊂
表1㊀基础饲粮组成及营养水平(干物质基础)
Table1㊀Compositionandnutrientlevelsof
thebasaldiet(DMbasis)%项目Items含量Content
原料Ingredients
芒草Miscanthus50.00
玉米Maize33.50
豆粕Soybeanmeal10.33
脂肪粉Fatpower4.00
碳酸钙CaCO30.49
磷酸氢钙CaHPO40.46
食盐NaCl0.22
预混料Premix1)1.00
合计Total100.00
营养水平Nutrientlevels2)
代谢能ME/(MJ/kg)11.78
粗蛋白质CP12.05
粗脂肪EE8.97
中性洗涤纤维NDF64.44
酸性洗涤纤维ADF28.32
粗灰分Ash5.89
钙Ca0.53
磷P0.20
㊀㊀1)每千克预混料含有Onekgofpremixcontainedthefollowing:MgSO4㊃H2O119g,FeSO4㊃7H2O2.5g,CuSO4㊃5H2O0.8g,MnSO4㊃H2O3g,ZnSO4㊃H2O5g,Na2SeO310mg,KI40mg,CoCl2㊃6H2O30mg,VA95000IU,VD17500IU,VE18000IU㊂
㊀㊀2)代谢能为计算值,计算方法参考张宏福等[9],其余指标为实测值,测定方法参考张丽英等[10]㊂MEwasacalcu⁃latedvaluecalculatedusingthemethodofZhangetal[9],andtheothersweremeasuredvaluesmeasuredusingthemethodsofZhangetal[10].
1.2㊀样品采集及分析
1.2.1㊀血样采集与分析
㊀㊀试验结束后,试羊空腹24h,于次日(妊娠101d)09:00经颈静脉采血,肝素钠抗凝,室温静置4h,在4ħ条件下以1200ˑg离心10min分离血浆,-20ħ保存待测㊂血液葡萄糖(GLU)㊁甘油三酯(TG)㊁总胆固醇(CHOL)㊁高密度脂蛋白胆固醇(HDL⁃C)和低密度脂蛋白胆固醇(LDL⁃C)含量采用日立7600全自动生化分析仪分析(试剂购自北京利德曼生化股份有限公司)㊂血液INS㊁胰
3812

动㊀物㊀营㊀养㊀学㊀报30卷
高血糖素㊁瘦素(LEP)和脂联素(ADP)含量采用酶联免疫法测定(试剂盒购自武汉华美生物工程有限公司)㊂血液游离脂肪酸(FFA)含量采用试剂盒测定(试剂盒购自南京建成生物工程研究所)㊂
1.2.2㊀脂肪组织样本采集及分析
㊀㊀经颈动脉放血㊁剥皮开膛后,分离瘤胃网膜脂肪组织(简称网膜脂)㊁肠系膜脂肪组织(简称系膜脂)和肾周脂肪组织(简称肾周脂),经液氮速冻后于-80ħ冷冻保存㊂1.2.2.1㊀脂肪酸含量测定
㊀㊀脂肪组织经冷冻干燥和研碎后,称取样品约0.5g,置于50mL离心管中,加入4mL苯-石油醚混合溶剂(按体积比1ʒ1混合),密闭浸提24h后,加入4mL氢氧化钾-甲醇溶液(0.4mol/L)快速甲酯化,振荡混匀3min后,静置30min㊂加入超纯水分层,9200ˑg离心10min取上层溶液,加入适量无水硫酸钠除去残留水分㊂取上述200μL上清液,加800μL正己烷稀释,经0.22μm滤膜过滤后备测㊂采用Agilent7890A气相色谱仪(Agilent公司,美国)检测上清液中脂肪酸含量,详
细步骤参见Ichihara等[11]的方法㊂采用峰面积归一化法来定量,各脂肪酸的含量以单个脂肪酸在总甲酯化脂肪酸中所占的质量百分比表示㊂1.2.2.2㊀实时定量PCR(RT⁃PCR)
㊀㊀总RNA提取:用RNAiosPlus试剂(TaKaRa公司)提取总RNA,方法见说明书,用超微量紫外分光光度计于260nm和1%变性琼脂糖凝胶电泳测定总RNA的浓度与纯度,以260和280nm吸光度值比值(OD260nm/OD280nm)在1.8 2.1的为总RNA纯度较好,以电泳后28SrRNA和18SrRNA的灰度值比2ʒ1为依据,评判提取总RNA的质量㊂
㊀㊀反转录:取2μg总RNA采用PrimeScriptRTreagentkit反转录试剂盒(TaKaRa公司)进行反转录反应,反应采用40μL体系,方法见说明书,反转录产物cDNA于-80ħ保存备用㊂
㊀㊀引物设计:目的基因和内参基因β-肌动蛋白(β⁃actin)的引物使用Primerpremier5.0软件根据GenBank中发表的山羊基因序列设计,用Primer⁃BLAST工具在线进行引物特异性分析㊂引物由上海生工生物工程技术服务有限公司合成,引物序列及参数见表2㊂
表2㊀RT⁃PCR特异性引物序列及参数
Table2㊀SequencesandparametersofspecificprimersforRT⁃PCR
项目Items引物序列
Primersequences(5ᶄ-3ᶄ)产物大小Producesize/bp
登录号AccessionNo.β-肌动蛋白β⁃actin
上游:ATGGCTACTGCTGCGTCGT下游:TTGAAGGTGGTCTCGTGGAT161XM_018063603.1乙酰辅酶A羧化酶αACCα
上游:ATGTGGATGATGGGCTGAA下游:GCTTGAACCTGTCGGAAGAG139XM_018064168.1酰基辅酶A氧化酶1ACOX1
上游:ACCTGTGAGTTTGTGCCTGA下游:TTGGGCTGGAAAGATGCTAC109XM_018063769.1肉碱脂酰转移酶1ACPT1A上游:TCATACTCGCTGGGAACAGA下游:TCTCGGAAGGAAACAAATGC111XM_018043311.1脂肪酸合成酶FASN
上游:CGCCTCTCCTTCTTCTTTGA下游:CCTCTCTGGATGGCTTGGTA107NM_001285629.1激素敏感脂肪酶HSL上游:GAGGGTCATTGCCGACTT下游:CGTTGCGTTTGTAGTGCTC160XM_018062482.1肝X受体αLXRα
上游:TGCTGATGAAACTGGTGAGC下游:TGAAGACACGGAGGAGGAAC147NM_001285751.1过氧化物酶体增殖激活受体γPPARγ
上游:CGGCTTTGTGAACCTTGACT下游:GGATATGAGGACCCCATCCT115NM_001285658.1硬脂酰辅酶A脱氢酶1SCD1
上游:CTTCTCCGGTACGCTGTTGT下游:CCCAGGGAAACCAGGATATT
122
NM_001285619.1

812
6期杨㊀宏等:限饲对妊娠中期母羊血液生化指标及内脏脂肪组织脂肪代谢的影响续表2
项目Items
引物序列
Primersequences(5ᶄ-3ᶄ)
产物大小
Producesize/bp
登录号
AccessionNo.
肝激酶B1LKB1上游:GGACACCTTCTCTGGCTTCA
下游:CCCTTCCCGATGTTCTCAA
126XM_018050463.1
解偶联蛋白1UCP1上游:TGGGACACACAGCATCAGAC
下游:TAAAGGCACTGGAGGTCAGG
156XM_018061376.1
解偶联蛋白2UCP2上游:GAGGTTGCAGGAATCGTCAT
下游:GGGAAAGGTGATGAGGTCAG
120XM_018058858.1
过氧化物酶体增殖物激活受体γ共激活因子1αPGC⁃1α上游:CCGAGAATTCATGGAGCAAT
下游:GATTGTGTGTGGGCCTTCTT
184XM_018049155.1
腺苷酸活化蛋白激酶的催化亚基α2AMPKα2上游:TTGATGATGAGGTGGTGGAG
下游:CCGTGAGAGAGCCAGAGAGT
138XM_018044652.1
腺苷酸活化蛋白激酶的非催化亚基β1AMPKβ1上游:CCACCACATCTCCTCCAAGT
下游:GAGCACCATCACTCCATCCT
135XM_013970630.2
㊀㊀使用荧光定量PCR仪(ABI7900HT,ABI公司,美国)进行RT⁃PCR㊂采用10μL反应体系:SYBRPremixExTaqⅡ(2ˑ)5.0μL,上游引物(10μmol/L)0.4μL,下游引物(10μmol/L)
0.4μL,cDNA模板1.0μL,dH2O(RNaseFree)3.2μL㊂反应条件:95ħ30s预变性;95ħ5s变性,60ħ20s延伸,40个循环㊂熔解曲线分析:95ħ5s,65ħ60s㊂降温:50ħ30s㊂每个样本3个重复㊂本试验中以β⁃actin作为内参基因,以对照组基因循环阈值(Ct)的平均值作为对照组Ct,目的基因相对表达量计算采用2-әәCt法㊂1.3㊀数据统计与分析
㊀㊀所有试验数据经Excel2013软件整理后采用SPSS19.0软件进行t检验统计分析,以P<0.05为差异显著,以0.05ɤPɤ0.10为差异有显著趋势,P>0.10为差异不显著,结果以平均值(mean)及标准误(SE)表示㊂
2㊀结㊀果
2.1㊀血液生化指标
㊀㊀由表3可知,与C组相比,R组母羊血液中胰高血糖素和FFA含量显著升高(P<0.05),血液LEP㊁ADP和HDL⁃C含量显著下降(P<0.05),血液INS㊁GLU㊁TG㊁CHOL㊁LDL⁃C含量及HDL⁃C/CHOL无显著变化(P>0.10)㊂2.2㊀内脏脂肪组织脂肪酸组成
㊀㊀由表4可知,与C组相比,R组网膜花生四烯酸(C20ʒ4n6)㊁棕榈油酸(C16ʒ1)㊁亚油酸
(C18ʒ2n6c)㊁二十碳三烯酸(C20ʒ3n6)和多不饱和脂肪酸(PUFA)含量显著降低(P<0.05),网膜豆蔻酸(C14ʒ0)和棕榈酸(C16ʒ0)含量分别有降低和升高的趋势(0.05ɤPɤ0.10),检测的网膜其余脂肪酸含量2组间无显著差异(P>0.10)㊂
㊀㊀由表5可知,与C组相比,R组系膜豆蔻酸含量显著降低(P<0.05),系膜亚油酸㊁α-亚麻酸(C18ʒ3n6)㊁二十碳烯酸(C20ʒ1)㊁二十碳三烯酸和PUFA含量有降低的趋势(0.05ɤPɤ0.10),系膜反式油酸(C18ʒ1n9t)含量有升高趋势(0.05ɤPɤ0.10),检测的系膜其余脂肪酸含量2组间无显著差异(P>0.10)㊂
㊀㊀由表6可知,与C组相比,R组肾周脂亚油酸㊁花生四烯酸㊁二十碳三烯酸和PUFA含量显著降低(P<0.05),肾周脂豆蔻酸含量有降低趋势(0.05ɤPɤ0.10),检测的其余脂肪酸含量2组间无显著差异(P>0.10)㊂
2.3㊀内脏脂肪组织脂肪代谢相关基因表达
㊀㊀由表7可知,与C组相比,R组网膜脂腺苷酸活化蛋白激酶的催化亚基α2(AMPKα2)基因表达有上调的趋势(0.05ɤPɤ0.10),其余网膜脂基因表达2组间无显著差异(P>0.10)㊂
5812

动㊀物㊀营㊀养㊀学㊀报30卷
表3㊀限饲对妊娠中期母羊血液生化指标的影响
Table3㊀Effectsoffeedingrestrictiononbloodbiochemicalindexesinmid⁃pregnancydams
项目Items对照组Controlgroup
平均值
Mean
标准误
SE
限饲组Restrictiongroup
平均值
Mean
标准误
SE
P值
P⁃value
胰岛素INS/(μIU/mL)12.701.8311.671.310.672胰高血糖素GLUC/(ng/L)23.571.7252.256.940.002游离脂肪酸FFA/(mmol/L)0.440.010.580.010.007瘦素LEP/(ng/mL)3.601.800.830.190.024脂联素ADP/(ng/mL)1771.24192.031061.80106.380.012葡萄糖GLU/(mmol/L)3.340.612.840.290.522甘油三酯TG/(mmol/L)0.450.500.430.080.835总胆固醇CHOL/(mmol/L)3.330.223.240.070.781高密度脂蛋白胆固醇HDL⁃C/(mmol/L)2.010.111.690.090.044低密度脂蛋白胆固醇LDL⁃C/(mmol/L)1.350.121.370.080.908高密度脂蛋白胆固醇/总胆固醇HDL⁃C/CHOL0.580.010.570.030.675㊀㊀0.05ɤPɤ0.10为有差异趋势,P<0.05为差异显著㊂下表同㊂
㊀㊀0.05ɤPɤ0.10indicatedtendencyofdifference,andP<0.05indicatedsignificantdifference.Thesameasbelow.
表4㊀限饲对妊娠中期母羊网膜脂脂肪酸组成的影响
Table4㊀Effectsoffeedingrestrictiononfattyacidcompositionofomentaladiposetissueinmid⁃pregnancydams%
项目Items
对照组Controlgroup
平均值
Mean
标准误
SE
限饲组Restrictiongroup
平均值
Mean
标准误
SE
P值
P⁃value
豆蔻酸C14ʒ02.62470.09832.34960.09740.076
棕榈酸C16ʒ022.12950.374723.06830.29240.087
棕榈油酸C16ʒ11.68190.08251.42470.04450.029
十七烷酸C17ʒ02.02600.10481.80740.09460.161
硬脂酸C18ʒ035.46821.955538.40950.81730.241
反式油酸C18ʒ1n9t4.70830.29005.45210.31360.110
油酸C18ʒ1n9c26.61141.495523.90050.86980.178
亚油酸C18ʒ2n6c3.37230.26322.47200.25670.034γ-亚麻酸C18ʒ3n60.03850.00710.04160.00390.713α-亚麻酸C18ʒ3n60.28890.11240.14930.05500.291花生酸C20ʒ00.12980.03700.17990.05110.430
二十碳烯酸C20ʒ10.53030.05030.50190.06850.738
二十碳三烯酸C20ʒ3n60.03920.00310.02660.00310.015
花生四烯酸C20ʒ4n60.24300.01590.13840.02660.004
二十二碳六烯酸DHA0.10800.01700.07820.02810.357
饱和脂肪酸SFA62.37821.756365.81470.66110.132
单不饱和脂肪酸MUFA33.53191.571931.27920.83930.275
多不饱和脂肪酸PUFA4.08990.37592.90610.28510.036
㊀㊀饱和脂肪酸=豆蔻酸+棕榈酸+十七烷酸+硬脂酸+花生酸;单不饱和脂肪酸=棕榈油酸+反式油酸+油酸+二十碳烯酸;多不饱和脂肪酸=亚油酸+γ-亚麻酸+α-亚麻酸+二十碳三烯酸+花生四烯酸+二十二碳六烯酸㊂下表同㊂
㊀㊀SFA=C14ʒ0+C16ʒ0+C17ʒ0+C18ʒ0+C20ʒ0;MUFA=C16ʒ1+C18ʒ1n9t+C18ʒ1n9c+C20ʒ1;PUFA=C18ʒ2n6c+C18ʒ3n6+C20ʒ3n6+C20ʒ4n6+C22ʒ6n3.Thesameasbelow.
6812
6期杨㊀宏等:限饲对妊娠中期母羊血液生化指标及内脏脂肪组织脂肪代谢的影响
表5㊀限饲对妊娠中期母羊系膜脂脂肪酸组成的影响
Table5㊀Effectsoffeedingrestrictiononfattyacidcompositionofmesentericadiposetissueinmid⁃pregnancydams%
项目Items
对照组Controlgroup
平均值
Mean
标准误
SE
限饲组Restrictiongroup
平均值
Mean
标准误
SE
P值
P⁃value
豆蔻酸C14ʒ02.76050.11822.42420.06620.043棕榈酸C16ʒ024.44020.422524.04500.30060.491棕榈油酸C16ʒ11.40740.03861.36430.05420.517十七烷酸C17ʒ01.91800.07461.82440.09350.444硬脂酸C18ʒ037.11071.491538.83771.17030.406反式油酸C18ʒ1n9t4.69410.18655.34890.31260.082油酸C18ʒ1n9c23.24631.112122.56421.12430.680亚油酸C18ʒ2n6c3.05110.20122.48100.25080.098
γ-亚麻酸C18ʒ3n60.04500.00660.03950.00630.563α-亚麻酸C18ʒ3n60.25910.07410.10230.01770.075花生酸C20ʒ00.18480.04930.25070.05530.393二十碳烯酸C20ʒ10.58410.04000.46310.05020.081二十碳三烯酸C20ʒ3n60.03440.00290.02660.00310.093花生四烯酸C20ʒ4n60.20390.01740.15890.02940.188二十二碳六烯酸DHA0.06060.00780.06930.02570.757饱和脂肪酸SFA66.41411.275267.38201.22400.604单不饱和脂肪酸MUFA29.93181.218029.74051.19400.915多不饱和脂肪酸PUFA3.65410.25522.87750.29760.071
表6㊀限饲对妊娠中期母羊肾周脂脂肪酸组成的影响
Table6㊀Effectsoffeedingrestrictiononfattyacidcompositionofperirenaladiposetissueinmid⁃pregnancydams%
项目Items
对照组Controlgroup
平均值
Mean
标准误
SE
限饲组Restrictiongroup
平均值
Mean
标准误
SE
P值
P⁃value
豆蔻酸C14ʒ02.84740.16562.43420.09570.072
棕榈酸C16ʒ024.30610.479125.15140.39290.219
棕榈油酸C16ʒ11.46850.07231.29840.06830.123
十七烷酸C17ʒ01.93020.09691.71360.09380.144
硬脂酸C18ʒ038.83751.593040.04280.83630.556
反式油酸C18ʒ1n9t4.96570.27445.54840.27160.166
油酸C18ʒ1n9c20.93360.806920.22560.53240.511
亚油酸C18ʒ2n6c3.42050.20062.44860.23960.009γ-亚麻酸C18ʒ3n60.03990.00530.03290.00470.365α-亚麻酸C18ʒ3n60.17980.06710.19970.06560.840花生酸C20ʒ00.22530.03760.30910.06310.251
二十碳烯酸C20ʒ10.54860.06000.41860.07560.197
二十碳三烯酸C20ʒ3n60.03340.00240.02430.00270.026
花生四烯酸C20ʒ4n60.19520.01160.10710.02160.002
二十二碳六烯酸DHA0.06830.00660.04510.02080.327
饱和脂肪酸SFA68.14651.090469.65120.74920.311
单不饱和脂肪酸MUFA27.91630.982127.49110.56690.715
多不饱和脂肪酸PUFA3.93720.22462.85770.29660.012
7812

动㊀物㊀营㊀养㊀学㊀报30卷表7㊀限饲对妊娠中期母羊网膜脂脂肪代谢相关基因表达的影响
Table7㊀Effectsoffeedingrestrictionongeneexpressionsrelatedtolipidmetabolismof
omentaladiposetissueinmid⁃pregnancydams
项目Items对照组Controlgroup
平均值
Mean
标准误
SE
限饲组Restrictiongroup
平均值
Mean
标准误
SE
P值
P⁃value
脂肪代谢Lipidmetabolism
乙酰辅酶A羧化酶αACCα1.0860.1861.0200.1970.814酰基辅酶A氧化酶1ACOX11.2850.3531.7480.4690.442肉碱脂酰转移酶1ACPT1A1.0350.0902.1760.8160.235脂肪酸合成酶FASN1.0860.1570.7980.2310.309激素敏感脂肪酶HSL1.2300.2921.5560.3640.496肝X受体αLXRα1.2920.4181.1600.5780.854过氧化物酶体增殖物激活受体γ共激活因子1α
PGC⁃1α1.3600.3970.6540.2480.222过氧化物酶体增殖激活受体γPPARγ1.3060.3720.8800.2840.418硬脂酰辅酶A脱氢酶1SCD11.4860.5310.5600.1490.131能量状态感知Energystateperception
解偶联蛋白1UCP11.1970.2820.5150.1710.124解偶联蛋白2UCP21.2060.2741.2160.3060.982腺苷酸活化蛋白激酶的催化亚基α2AMPKα21.0610.0901.6900.2970.066腺苷酸活化蛋白激酶的非催化亚基β1AMPKβ11.1000.1791.7140.5550.231肝激酶B1LKB11.2000.2871.2680.0820.875
㊀㊀由表8可知,与C组相比,R组系膜脂脂肪酸合成酶(FASN)㊁硬脂酰辅酶A脱氢酶1(SCD1)和解偶联蛋白2(UCP2)基因表达有下调的趋势
(0.05ɤPɤ0.10),系膜脂过氧化物酶体增殖激活受体γ(PPARγ)基因表达有上调的趋势(0.05ɤPɤ0.10),其余系膜脂基因表达2组间无显著差异(P>0.10)㊂
表8㊀限饲对妊娠中期母羊系膜脂脂肪代谢相关基因表达的影响
Table8㊀Effectsoffeedingrestrictionongeneexpressionsrelatedtolipidmetabolismofmesentericadiposetissueinmid⁃pregnancydams
项目Items对照组Controlgroup
平均值
Mean
标准误
SE
限饲组Restrictiongroup
平均值
Mean
标准误
SE
P值
P⁃value
脂肪代谢Lipidmetabolism
乙酰辅酶A羧化酶αACCα1.3490.3280.7750.1810.247酰基辅酶A氧化酶1ACOX11.2810.3581.0180.3390.614肉碱脂酰转移酶1ACPT1A1.3350.5101.4620.5070.865脂肪酸合成酶FASN1.6170.5860.4630.1460.099激素敏感脂肪酶HSL1.1230.2331.8000.5360.209肝X受体αLXRα1.2750.3441.2900.2350.974过氧化物酶体增殖物激活受体γ共激活因子1α
PGC⁃1α1.2600.4161.5170.7620.754过氧化物酶体增殖激活受体γPPARγ1.3960.3822.4820.2720.060硬脂酰辅酶A脱氢酶1SCD11.7470.6270.4720.1180.0898812
6期杨㊀宏等:限饲对妊娠中期母羊血液生化指标及内脏脂肪组织脂肪代谢的影响续表8
项目Items对照组Controlgroup
平均值
Mean
标准误
SE
限饲组Restrictiongroup
平均值
Mean
标准误
SE
P值
P⁃value
能量状态感知Energystateperception
解偶联蛋白1UCP11.1430.2561.3720.2850.561解偶联蛋白2UCP21.2020.3140.4000.1340.053腺苷酸活化蛋白激酶的催化亚基α2AMPKα21.2340.2221.2830.2870.893腺苷酸活化蛋白激酶的非催化亚基β1AMPKβ11.1430.2251.1780.3210.926肝激酶B1LKB11.0820.1863.0151.4580.277
㊀㊀由表9可知,与C组相比,R组肾周脂FASN和UCP2基因表达显著下调(P<0.05);肾周脂腺苷酸活化蛋白激酶的非催化亚基β1(AMPKβ1)基因表达显著上调(P<0.05),肾周脂肉碱脂酰转移酶1A(CPT1A)基因表达有上调的趋势(0.05ɤPɤ0.10),其余肾周脂基因表达2组间无显著差异(P>0.10)㊂
表9㊀限饲对妊娠中期母羊肾周脂脂肪代谢相关基因表达的影响
Table9㊀Effectsoffeedingrestrictionongeneexpressionsrelatedtolipidmetabolismofperirenaladiposetissueinmid⁃pregnancydams
项目Items对照组Controlgroup
平均值
Mean
标准误
SE
限饲组Restrictiongroup
平均值
Mean
标准误
SE
P值
P⁃value
脂肪代谢Lipidmetabolism
乙酰辅酶A羧化酶αACCα1.1100.2180.7700.2300.314酰基辅酶A氧化酶1ACOX11.4090.3871.3500.4120.927肉碱脂酰转移酶1ACPT1A1.1310.2213.0301.1710.064脂肪酸合成酶FASN1.2120.2970.2680.0620.024激素敏感脂肪酶HSL1.2770.3591.1440.2400.785肝X受体αLXRα1.1700.2381.3760.9350.808过氧化物酶体增殖物激活受体γ共激活因子1α
PGC⁃1α1.1570.3040.5350.2260.177过氧化物酶体增殖激活受体γPPARγ1.1310.2221.8320.9550.393硬脂酰辅酶A脱氢酶1SCD11.3430.4470.8380.2360.398能量状态感知Energystateperception
解偶联蛋白1UCP11.4200.6380.6970.2040.336解偶联蛋白2UCP21.0530.1520.5040.0880.016腺苷酸活化蛋白激酶的催化亚基α2AMPKα21.1570.1551.6230.2690.121腺苷酸活化蛋白激酶的非催化亚基β1AMPKβ11.1430.1871.9860.3320.035肝激酶B1LKB11.0760.2372.9331.9790.256
3㊀讨㊀论
㊀㊀饲粮营养供给不足时,妊娠母体会通过动员自身的能量储备 脂肪组织来维持自身和妊娠能量需求㊂VAT作为机体能量贮存和脂肪代谢系统的重要组成部分,可通过自身脂肪合成代谢和分解代谢调控来影响血液中脂肪代谢物质的浓度[12],进而影响机体脂肪代谢和能量代谢,以维持机体脂肪代谢和能量代谢的相对平衡㊂
9812

动㊀物㊀营㊀养㊀学㊀报30卷
3.1㊀限饲对母羊血液生化指标的影响
㊀㊀胰高血糖素是机体能量代谢重要调节激素,
其可通过促进糖异生和糖原分解,降低脂肪酸合
成和促进脂肪酸分解释放进入血液循环,以便机
体组织氧化供能等来维持机体血液GLU和能量
稳衡[13]㊂胰高血糖素的升高会使机体从VAT动员分解更多的FFA进入血液来弥补机体能量负平
衡[12]㊂LEP和ADP是脂肪组织分泌的调控脂肪代谢㊁脂质稳态和能量代谢的重要调控因子[14-17],低营养条件和血液FFA的增加都会抑制LEP的分泌[18],本试验中R组母羊血液胰高血糖素和FFA含量升高,血液LEP和ADP含量降低,血液GLU含量相对稳定㊂这说明限饲条件下母体通过升高血液胰高血糖素含量㊁降低LEP和ADP含量来调整机体脂肪代谢,增强脂肪动员和增加对血液中脂肪分解产物FFA的利用来补偿机体能量不足,以维持血液GLU的相对稳定,从而适应营养限制环境保证妊娠的进行,这与Haghiac等[19]研究结果一致㊂
3.2㊀限饲对母羊VAT脂肪酸组成的影响
㊀㊀VAT脂肪酸组成主要受机体内脂肪合成代谢
和分解代谢影响,妊娠动物脂肪酸组成对其繁殖
性能㊁乳脂含量和能量代谢有重要意义㊂本试验
中,限饲引起VAT脂肪酸组成发生明显变化,饱
和脂肪酸豆蔻酸和不饱和脂肪酸(C18和C20为
主)在不同VAT部位含量均降低㊂反刍动物中,
中短链脂肪酸主要来自于乙酸和丁酸的从头合
成,PUFA主要来自于瘤胃微生物生物转化和饲粮
沉积[20-22]㊂这提示R组VAT脂肪酸变化的可能原因如下:一方面来源下降,限饲造成脂肪酸合成前体物乙酸和丁酸的来源减少,导致合成脂肪酸的微生物减少[23],同时饲粮来源PUFA也减少;另一方面去路增加,饲粮供能不足导致妊娠母羊脂肪动员,长链脂肪分解和脂肪酸氧化供能增加㊂2方面共同作用,导致了VAT脂肪酸组成的变化㊂3.3㊀限饲对母羊VAT脂肪代谢相关基因表达的影响
㊀㊀机体营养状态可通过影响与脂肪代谢相关基
因的表达来调节脂肪组织脂肪合成㊁脂肪动员和
能量状态感知的功能[24],进而调控机体脂肪代谢和能量代谢㊂本试验主要研究限饲对VAT脂肪合成㊁脂肪动员及能量状态感知关键基因表达的影响㊂㊀㊀FASN㊁SCD1㊁ACCa㊁肝X受体α(LXRα)和PPARγ是参与脂肪从头合成㊁脂质储存㊁脂肪酸稳
态和脂肪细胞分化调控的关键基因[24-25],其中FASN主要调控脂肪酸从头合成,影响脂肪沉
积[26-27];SCD1参与催化不饱和脂肪酸合成及饱和脂肪酸去饱和化[28]㊂本试验中,与C组相比,R组VAT中,FASN在肾周脂和系膜脂㊁SCD1在系膜脂均不同程度下调,表明限饲引起的营养不足导致肾周脂和系膜脂中长链脂肪酸从头合成能力减弱㊂VAT亚油酸㊁α-亚麻酸㊁二十碳烯酸等脂肪酸含量降低印证了基因表达的结果㊂
㊀㊀激素敏感脂肪酶(HSL)㊁CPT1A㊁酰基辅酶A
氧化酶1(ACOX1)和过氧化物酶体增殖物激活受
体γ共激活因子1α(PGC⁃1α)是调控脂肪动员㊁
脂肪酸氧化㊁细胞脂质摄取及分解和线粒体合成
及产能的关键调控基因[29-31],尤其CPT1A是长链脂肪酸β氧化早期步骤的关键调控因子,参与调节组织中脂肪酸氧化速率[32-33]㊂本试验中,R组VAT,肾周脂CPT1A有上调趋势,表明肾周脂中长链脂肪酸氧化速率加快,这与肾周脂长链脂肪酸含量降低的结果一致,提示母体可能通过此途径来补偿营养限制造成的机体能量短缺㊂
㊀㊀AMPK通路能感应机体能量需求状况,调节
机体产能和耗能代谢,被称为细胞 代谢感受器
和 能量总开关 ,是GLU代谢㊁脂质代谢和脂肪
酸组成的中心调控因子[24],其还能与肝激酶B1(LKB1)互作维持脂质和能量平衡[34]㊂通路中AMPKα2和AMPKβ1分别编码α2和β1催化亚基㊂本试验中,R组VAT中,肾周脂AMPKβ1基因表达上调,网膜脂AMPKα2基因表达有上调趋势,表明限饲促进肾周脂和网膜脂能量感知开关基因的表达㊂解偶联蛋白(UCP)家族与机体能量代谢平衡㊁脂肪沉积㊁产热等密切相关,其中解偶联蛋白1(UCP1)主要调控棕色脂肪组织非颤抖性产热;UCP2主要通过上调解偶联作用来调控基础能量代谢,其还能影响FASN基因表达来调节脂质合成[35-36]㊂本试验中,R组VAT中,UCP2基因在肾周脂表达下调,在系膜脂也有下调的趋势,提示限饲使母体基础能量代谢水平趋于下降,有利于机体适应限饲引起的能量不足,这可以理解为母体适应外界不良环境的一种自我保护㊂DeQueiroz等[37]研究表明,UCP2基因表达与脂肪组织脂肪酸含量呈正相关,脂肪FASN和UCP2基因
0912
6期杨㊀宏等:限饲对妊娠中期母羊血液生化指标及内脏脂肪组织脂肪代谢的影响
表达变化也有同步性[35]㊂本试验UCP2㊁FASN基因表达变化及脂肪酸含量变化与上述研究结果一致㊂综上所述,限饲上调了母体VAT能量感知开关,并使母体的基础能量代谢水平有降低的趋势㊂㊀㊀此外,本试验发现网膜脂和肾周脂脂肪酸组成受限饲影响程度大于系膜脂;限饲对肾周脂脂肪代谢基因表达的影响程度明显大于网膜脂和系膜脂㊂这提示不同VAT部位对限饲的响应强度存在差异性,从强到弱依次为肾周脂㊁网膜脂和系膜脂,推测这可能与饥饿-下丘脑-肾上腺轴对营养限制的快速感知和响应路径有关,具体原因有待深入研究㊂
4㊀结㊀论
㊀㊀妊娠中期限饲导致母羊血液中脂肪代谢调控因子(LEP和ADP)含量下降,脂肪代谢产物(FFA)含量上升;VAT脂肪酸组成改变(PUFA下降);并经下调脂肪合成基因(FASN和SCD1)㊁上调脂肪动员基因(CPT1A)及下调基础能量代谢基因(UCP2)表达的途径,使母体VAT脂肪合成作用减弱㊁脂质分解和脂肪酸氧化增强来调节机体能量稳态㊂
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6期杨㊀宏等:限饲对妊娠中期母羊血液生化指标及内脏脂肪组织脂肪代谢的影响∗Correspondingauthor,assistantprofessor,E⁃mail:yanqx14@isa.ac.cn
(责任编辑㊀王智航)
EffectsofFeedingRestrictiononBloodBiochemicalIndexesandLipid
MetabolismofVisceralAdiposeTissueinMid⁃PregnancyDams
YANGHong1,2㊀ZHOUXiaoling1,2,3㊀YANQiongxian1,4∗㊀TANZhiliang1,5
(1.KeyLaboratoryofAgro⁃EcologicalProcessesinSubtropicalRegion,NationalEngineeringLaboratoryforPollution
ControlandWasteUtilizationinLivestockandPoultryProduction,InstituteofSubtropicalAgriculture,ChineseAcademyofSciences,HunanProvincialEngineeringResearchCenterforHealthyLivestockandPoultryProduction,ScientificObservingandExperimentalStationofAnimalNutritionandFeedScienceinSouth⁃Central,MinistryofAgriculture,Changsha410125,China;2.UniversityofChineseAcademyofSciences,Beijing100049,China;3.CollegeofAnimalScience,TarimUniversity,Alaer843300,China;4.HunanCo⁃InnovationCenterforUtilizationofBotanicalFunctionalIngredients,Changsha410128,China;5.HunanCoInnovationCenterof
AnimalProductionSafety,Changsha410128,China)
Abstract:Thisexperimentwasconductedtoinvestigatetheeffectsoffeedingrestrictiononbloodbiochemicalin⁃dexes,fattyacidcompositionandgeneexpressionsrelatedtolipidmetabolismofvisceraladiposetissue(VAT)inmid⁃pregnancyewes.SixteenXiangdongblackgoats[gestationtimeof(45ʃ3)d],bodyweightof(29.86ʃ3.07)kg]werechosenandrandomlyassignedtocontrolgroup(Cgroup,100%ofpregnancynutritionalrequire⁃ments)andrestrictedgroup(Rgroup,40%ofpregnancynutritionalrequirements),andeachgroupcomprisedof8dams.Theexperimentperiodwas45to100dofgestation.Atday101ofgestation,bloodbiochemicalindexes,fattyacidcompositionandgeneexpressionsrelatedtolipidmetabolismandenergysensinginomental,mesentericandperirenaladiposetissuesweredetected.TheresultsshowedthatRgroupcomparedwithCgroup:1)bloodcontentsofglucagonandfreefattyacidweresignificantlyincreased(P<0.05),andbloodcontentsofleptin,adi⁃ponectinandhigh⁃densitylipoproteincholesterolweresignificantlydecreased(P<0.05).2)Thecontentsofarachi⁃donicacid(C20ʒ4n6),palmitoleicacid(C16ʒ1),linoleicacid(C18ʒ2n6c),epoxyeicosatrienoicacids(C20ʒ3n6)andpolyunsaturatedfattyacid(PUFA)inomentaladiposetissueweresignificantlydecreased(P<0.05);thecon⁃tentofmyristicacidinmesentericadiposetissuewassignificantlydecreased(P<0.05);thecontentsoflinoleicacid,arachidonicacid,epoxyeicosatrienoicacidsandPUFAinperirenaladiposetissueweresignificantlydecreased(P<0.05).3)Theexpressionofadenosine5ᶄ⁃monophosphate⁃activatedproteinkinaseα2(AMPKα2)geneinomentaladiposetissuetendedtobeincreased(0.05ɤPɤ0.10);theexpressionsoffattyacidsynthetase(FASN),stearoyl⁃CoAdesaturase⁃1(SCD1)anduncouplingprotein2(UCP2)genesinmesentericadiposetissuetendedtobedecreased(0.05ɤPɤ0.10),andtheexpressionofperoxisomeproliferator⁃activatedreceptorγ(PPARγ)genetendedtobeincreased(0.05ɤPɤ0.10);inperirenaladiposetissue,theexpressionsofFASNandUCP2genesweresignificantlydecreased(P<0.05),whilethatofadenosine5ᶄ⁃monophosphate⁃activatedproteinkinaseβ1(AMPKβ1)genewassignificantlyincreased(P<0.05),andthatofcarnitinepalmitoyltransferase1A(CPT1A)genetendedtobeincreased(0.05ɤPɤ0.10).Theseresultsindicatethatfeedingrestrictionduringmid⁃gestationdecreasescontentsoflipidmetabolismregulatorfactors(leptinandadiponectin),increasescontentsoflipidmetab⁃olites(freefattyacids),andaffectsfattyacidcomposition(decreasesPUFAcontent),down⁃regulatesgene(FASNandSCD1)expressionsrelatedtolipidsynthesis,up⁃regulatesgene(CPT1A)expressionrelatedtolipidmobilization,anddown⁃regulatesgene(UCP2)expressionrelatedtobasalenergymetabolisminVATofdams,therebyattenuateslipidanabolismandenhanceslipidmobilizationinVATtoregulatebodyenergybalance.[Chi⁃neseJournalofAnimalNutrition,2018,30(6):2182⁃2193]
Keywords:feedingrestriction;mid⁃gestation;fattyacids;lipidmetabolism;goat

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