綜述：家禽脂肪沉積和代謝及LPL基因表達(dá)

1、家禽脂肪沉積和代謝及LPL基因表達(dá)1.家禽脂肪沉積和代謝1.1家禽體內(nèi)脂肪沉積脂類是家禽機(jī)體不可或缺的重要養(yǎng)分，但是過多的脂肪在家禽體內(nèi)沉積又會導(dǎo)致疾病的發(fā)生，所以有很多學(xué)者致力于研究脂肪的沉積，當(dāng)前對于家禽體內(nèi)脂肪沉積和代謝已經(jīng)有了大量研究，這樣可以提高家禽肉品質(zhì)、控制家禽體內(nèi)脂肪的沉積也可以降低因脂肪代謝而產(chǎn)生的相關(guān)疾病39-40。但是目前關(guān)于鵝的脂肪沉積的相關(guān)報道還很少。飼糧中的能量物質(zhì)可被家禽消化吸收，其中剩余的能量在脂肪組織和肝臟等部位以脂肪的形式被機(jī)體沉積下來。家禽通過脂蛋白的形式將肝和小腸里的脂肪進(jìn)行運(yùn)輸、組裝。蛋白質(zhì)和脂質(zhì)通過范德華力、靜電引力和疏水相互作用等非共價鍵結(jié)合成脂蛋

2、白。脂肪在家禽肝外的沉積有賴于兩個連續(xù)的脂蛋白代謝步驟:（1）動物機(jī)體血管內(nèi)脂蛋白降解及脂肪被相關(guān)組織保存和吸收的速度;（2）脂蛋白轉(zhuǎn)運(yùn)以及合成的速率41。對于禽類而言在肝中合成的是HDL、和VLDL并且合成相應(yīng)的載脂蛋白組分，家禽血液中含有較多甘油三酯的脂蛋白能夠通過代謝制造低密度脂蛋白(LDL)。Siuta-Mangano等學(xué)者研究得出結(jié)論仔雞VLDL的主要載脂蛋白是apoB-10042，Redman和Banarjee研究表明HDL的主要載脂蛋白是apoA- I43。而在小腸中合成門靜脈顆粒，因?yàn)檠芯堪l(fā)現(xiàn)對于家禽而言其淋巴系統(tǒng)并不是很發(fā)達(dá)，致使脂蛋白被轉(zhuǎn)運(yùn)到門靜脈系統(tǒng)產(chǎn)生門靜脈微粒44。另

3、外Fraser等通過試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)由于門靜脈微粒粒徑太大，不能在肝中很好代謝，但在肝外的相關(guān)組織中能被很快的代謝45。家禽機(jī)體內(nèi)脂肪沉積往往會受到很多因素的影響，飼糧碳水化合物會影響家禽脂肪酸合成酶(FAS)活性和基因的表達(dá)，F(xiàn)AS是催化脂肪酸從頭合成的，所以碳水化合物間接影響家禽體內(nèi)脂肪沉積。Kim46在試驗(yàn)中給不同狀態(tài)的大鼠飼喂高碳水化合物日糧，F(xiàn)AS mRNA豐度都被提高了。Hasegawa47等研究發(fā)現(xiàn)了可間接誘導(dǎo)肝FAS基因的轉(zhuǎn)錄的GRBP蛋白在試驗(yàn)日糧中添加高碳水化合物， 提高了GRBP蛋白含量，表明碳水化合物可能會增加FAS mRNA 的豐度，促進(jìn)脂肪沉積。不同的遺傳基礎(chǔ)以及具有相關(guān)功

4、能的蛋白調(diào)控因子也會影響家禽脂肪沉積。因?yàn)椴煌瑪?shù)量和不同質(zhì)量的調(diào)控因子會致使家禽體內(nèi)能量的再次分配，其中蛋白因子在分化組織和表達(dá)基因中發(fā)揮作用并且可最終導(dǎo)致家禽沉積脂肪的能力有所不同。學(xué)者研究表明不同品系長白豬在沉積脂肪的能力上有所不同，可能是由于相關(guān)組織中腺苷酸環(huán)化酶活性及cAMP水平以及其它因素相關(guān)48。而且有學(xué)者認(rèn)為在脂肪組織中有蛋白質(zhì)因子存在直接或間接影響脂肪沉積，在調(diào)控家禽體內(nèi)脂肪沉積方面發(fā)揮著很重要的作用。也有學(xué)者研究表明早期家禽脂肪的沉積是脂肪細(xì)胞數(shù)量的不斷增加增加，而后期是細(xì)胞體積的不斷增大49。也有學(xué)者認(rèn)為從1到15周齡生長期雞體內(nèi)脂肪細(xì)胞的不斷增生可促進(jìn)相應(yīng)脂肪組織發(fā)育50

5、。同時Hode研究發(fā)現(xiàn)生長到15周齡以后雞體內(nèi)脂肪細(xì)胞體積的增加是促進(jìn)脂肪組織生長的主要因素51-52。對于家禽而言機(jī)體脂肪沉積的速度和量并不是相同的。Callnae等人探討發(fā)現(xiàn)肉雞以腹脂沉積為最高，頸部脂肪次之，然后是腿部皮下脂肪網(wǎng)53。Butterwiht也證實(shí)了這個結(jié)論對于8周齡仔雞腹部脂肪重量可達(dá)到頸部脂肪重量的3.4倍，達(dá)到腿部脂肪重的4倍54。Lipstein研究證實(shí)28到56日齡的肉雞內(nèi)臟脂肪量提高40%，胴體脂肪提高12%，而育肥雞的內(nèi)臟脂肪增加速度是非?？斓?5。由于鵝屬于水禽，所以在貯存脂肪方面與雞不同，鵝可以將脂肪在腹部外貯存，也可以在肝臟和皮下中存儲。寧中華等人認(rèn)為北京

6、鴨的皮脂重與其體重一直呈現(xiàn)正相關(guān)并且不斷地增加，皮脂重和屠體重可達(dá)到18.5%的比率并且有所提高56。Evna等人探索發(fā)現(xiàn)鴨的腹脂發(fā)育晚于皮下脂肪57。綜上所述家禽在不同部位沉積脂肪的量和形式并不同，這可能是由于多個基因共同決定的性狀并且相關(guān)基因在不同脂肪組織的啟動并不相同所造成的。1.2家禽體內(nèi)脂肪的代謝家禽脂肪物質(zhì)的轉(zhuǎn)運(yùn)和吸收包括內(nèi)源性和外源性兩種途徑。外源性途徑的過程包括家禽攝食之后，飼糧中的膽固醇和甘油三酯等脂質(zhì)進(jìn)入家禽小腸內(nèi)并且產(chǎn)生乳糜微粒，然后脂蛋白脂酶會將進(jìn)入血液循環(huán)的微粒的甘油三酯水解，隨后游離脂肪酸被釋放。內(nèi)源性途徑的過程包括甘油三酯在肝臟中合成極低密度脂蛋白，之后LPL和極

7、低密度脂蛋白共同脂解甘油三酯，產(chǎn)生極低密度脂蛋白的殘余物58。進(jìn)入到肌細(xì)胞和脂肪細(xì)胞的脂解產(chǎn)物脂肪酸會產(chǎn)生脂肪或者供量；中密度脂蛋白也就是極低密度脂蛋白的殘余物會被變成低密度脂蛋白或者被肝臟利用。當(dāng)家禽需要需要時, 脂肪酶會將儲存脂肪水解以供利用。在動員脂肪的過程中，激素敏感酯酶發(fā)揮著相當(dāng)重要的作用59，而激素敏感酯酶會被胰島素所抑制，進(jìn)而減少甘油三酯的水解60-61，同時脂肪在機(jī)體的沉積量就增加了。雖然激素會調(diào)節(jié)脂肪酶，但是由脂肪酶產(chǎn)生的游離脂肪酸水平和相關(guān)脂肪組織中的總體水平有關(guān)系62。研究得出結(jié)論由貯存脂肪的組織在產(chǎn)生游離脂肪酸的能力是有差異的63。在線粒體中肝臟通過-氧化的方式對脂肪酸

8、進(jìn)行利用，產(chǎn)生的乙酰輔酶A一部分可在肝臟中合成酮體再進(jìn)入到相關(guān)組織，另一部分乙酰輔酶A在三羧酸循環(huán)中被進(jìn)一步氧化64。在肌肉中通常以甘油三酯的形式儲存脂肪酸以供利用65。2.LPL基因的研究進(jìn)展2.1脂蛋白脂酶（LPL）的組成和功能脂蛋白脂酶(Lipoprotein Lipase，LPL)在脂類代謝中發(fā)揮著很關(guān)鍵的作用，心肌細(xì)胞、脂肪細(xì)胞和巨噬細(xì)胞以及其他一些細(xì)胞都可以分泌或合成LPL。在之前的研究中，很長一段時間LPL被稱作“清除因子脂酶”66。直到研究發(fā)現(xiàn)LPL是一種脂肪分解酶和它在脂類運(yùn)輸和代謝中的重要作用，才正式命名為脂蛋白脂酶。研究發(fā)現(xiàn)LPL是具有54kd的一類糖蛋白，任何一個單體都

9、包括相應(yīng)的脂質(zhì)底物結(jié)合位點(diǎn)，催化位點(diǎn)包括Asp-56、Ser-32和His-24167。有5種功能結(jié)合位點(diǎn)，分別是結(jié)合脂蛋白物質(zhì)的位點(diǎn)、N-連接糖基化位點(diǎn)、結(jié)合apoC2的位點(diǎn)、結(jié)合肝素位點(diǎn)及與結(jié)合活性同源二聚體的位點(diǎn)。和其它動物相比較, 對于雞LPL基因的試驗(yàn)研究相對較多而且比較清晰。研究認(rèn)為LPL可以在臟器等實(shí)質(zhì)細(xì)胞中合成，LPL是TG降解的限速酶并且參與脂蛋白的代謝和調(diào)控，它具有使脂蛋白降解的作用。LPL與載脂蛋白II在血中結(jié)合起到脂解富含TG的脂蛋白的作用。HDL，LDL以乳糜微粒均可以被LPL在一定程度上很好的脂解。LPL可能對于哺乳動物脂肪的沉積并不起主要作用，但對于調(diào)控肉雞脂肪沉

10、積是非常必要的。有研究發(fā)現(xiàn)和機(jī)體產(chǎn)熱相關(guān)的是骨骼肌中LPL，而有助于機(jī)體沉積脂肪的是白色脂肪組織中LPL。2.2脂蛋白脂酶(LPL)基因眾所周知，科學(xué)家已經(jīng)基本完成了對于雞基因組的測序68, 和其它動物相比較, 對于雞LPL基因的試驗(yàn)研究相對較多而且比較清晰并且已經(jīng)完成克隆和測序雞的LPL基因69。雞的LPL基因長度大約是l7kb，LPL基因的內(nèi)含子與外顯子按照GT-AG的規(guī)則彼此連接。它包括9個內(nèi)含子與10個外顯子。LPL基因的第一外顯子包括它的信號肽和5-非編碼區(qū)，N-連接糖基化位點(diǎn)共同的序列可以在第2和第8外顯子上發(fā)現(xiàn)。另外，1個絲氨酸殘基包含在第4外顯子上，學(xué)者研究認(rèn)為肝素結(jié)合位點(diǎn)在第

11、6外顯子上并且它具有編碼富含堿性氨基酸序列的力，LPL基因的第10外顯子通常被認(rèn)為是最長的外顯子。Cooper等人分離并測序了雞的LPL的cDNA序列，通過純化酶的N-端序列得出結(jié)論雞 LPL包含465個氨基酸的一個成熟蛋白質(zhì)，由29或者25個氨基酸信號肽構(gòu)成。對已有的氨基酸序列進(jìn)行推斷，和已有的4種動物L(fēng)PL具有73%77%同源性。雞LPL包含假定的功能區(qū)域，同時還有保守的半胱氨酸殘基位置，1個額外的1517個C-端氨基酸以及潛在的N -連接糖基化位點(diǎn)的位置。8個物種的LPL氨基酸和核苷酸序列被Raisonnier70等人線性排列，結(jié)果主要結(jié)構(gòu)域被發(fā)現(xiàn)，LPL的結(jié)合位點(diǎn)都是高度保守的。2.3

12、 LPL基因 mRNA 表達(dá)在影響脂肪性狀的基因之中，LPL基因可能是主效連鎖基因或主效基因。大量的試驗(yàn)研究表明不同家禽日糧可能會改變其組織中LPL mRNA的表達(dá)量。在肉雞飼糧中添加錳對腹脂中LPL活性起到降低的作用71，在肉仔雞飼糧中添加一定油脂在21d和42d時檢測到腹脂中LPL活性被抑制，而42d肉仔雞腹脂中LPL的mRNA的表達(dá)量也相應(yīng)地被抑制72。另外將高水平谷氨酰胺添加到動物日糧中會顯著提升LPL在脂肪組織中的表達(dá)水平，并且肝臟中LPL的mRNA的的表達(dá)量要顯著低于其它的脂肪組織中的表達(dá)量73。日糧中的代謝能水平會顯著影響北京油雞LPL的mRNA的表達(dá)量以及它的體脂沉積，相關(guān)研究表明隨著日糧代謝能的提升，LPL的mRNA的表達(dá)量提高并且增加雞的體脂沉積74。有學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)脂肪細(xì)胞的增值程度與LPL活性高低有一定關(guān)系75。Akiba與Sato等人以28日齡，42日齡，56日齡肉雞為試驗(yàn)動物研究LPL基因mRNA在腹部脂肪組織中的表達(dá)規(guī)律，結(jié)果發(fā)現(xiàn)隨著日齡的增長，各試驗(yàn)組雞腹脂中LPL基因mRNA的表達(dá)量差異不顯著76。Cooper等人對蛋雞進(jìn)行禁食48h處理，再飼喂10h，結(jié)果發(fā)現(xiàn)腹脂中LPL基因 mRNA的表達(dá)量提高到了空白對照組的350%77；但是Akiba與Sato認(rèn)為對肉雞進(jìn)行禁食48h的