宫内发育迟缓猪的脂肪沉积机理及营养调控研究

With a high incidence in both human and pigs, intrauterine growth retardation (IUGR) is a risk factor for the development of obesity, insulin resistance, hypertension, type 2 diabetes, lipid metabolism disorders and other metabolic diseases. Although this is a serious threat to both human and animal health, neither the systematically investigation nor the molecular mechanisms of fat deposition in IUGR pigs have been elucidated. By using IUGR pigs, this subject would explore the pattern of fat deposition, analysis lipid metabolism related enzyme activity and functional genes expression, and examine Insulin/PI3K/Akt/PKCζ/PPAR signaling pathway in adipocytes. Furthermore,the miRNA expression will be compared in adipose tissue between IUGR pigs and normal pigs, and the role of miRNA in regulating the proliferation and differentiation of adipocytes will be investigated. The choline will be used as a nutrition factor to regulate adipose accumulation in IUGR pigs and explore the mechanism underlying its effects. The results may contributine to the better understanding of the pattern of fat deposition and the molecular mechanisms of abnormal fat deposition in IUGR pigs.

胎儿宫内发育迟缓（IUGR）现象在多胎动物和人类中普遍存在，成年后易出现肥胖、胰岛素抵抗、高血压、2型糖尿病及脂代谢紊乱等代谢综合征，严重影响着动物和人类的健康。关于IUGR猪脂肪沉积的系统性研究及脂代谢紊乱的深层次分子生物学机理尚未见报道。本项目以IUGR猪为研究对象，探讨其不同生长阶段的脂肪沉积规律，分析IUGR猪脂肪代谢相关酶和功能基因及Insulin/PI3K/Akt/PKCζ/PPAR信号通路的表达变化，并进一步采用miRNA表达谱芯片技术，比较IUGR猪和正常猪脂肪组织中miRNA的表达差异，采用体外细胞培养和基因干扰技术研究miRNA调控猪脂肪细胞增殖分化的分子生物学功能；探讨以胆碱作为营养调控因子，研究其对IUGR猪脂肪沉积的调控作用与机理。本研究对阐述IUGR猪脂肪沉积规律与脂肪沉积过多的机理、改善猪肉品质与指导人类临床减肥等均具有重要的学术研究价值。

猪子宫内发育迟缓（IUGR）的发生率高达15-20%，造成多种器官与系统发育不良，严重地制约着畜牧生产效率。IUGR后代常在成年后发生脂肪组织的异常积累，改变体组成，并提高代谢性疾病的发生率。本项目研究了IUGR与正常初生重（NBW）猪在出生后早期不同部位脂肪组织的沉积、细胞形态、脂肪代谢功能、信号调节通路、miRNA含量等方面的差异，并通过提高断奶后日粮胆碱水平或妊娠期添加精氨酸，探究胆碱和精氨酸对脂肪沉积和肉质的调控作用。研究结果发现：（1）IUGR猪脂肪组织发生补偿性地积累，其脂肪代谢能力与脂肪细胞功能发生了程序化地改变，在IUGR公猪（去势）表现更为显著；（2）IUGR猪SAT发育滞后，IUGR公猪（去势）表现更加显著；IUGR促进了PAT发育，在公猪（去势）经历了由慢到快的转变，并可能通过Akt诱导了PPARγ蛋白表达；（3）IUGR猪200 d实现了体重的追赶生长，并伴随PAT的异常积累，血液脂类代谢相关指标异常。日粮添加胆碱降低了IUGR猪SAT和PAT沉积，改善了其脂类代谢；（4）IUGR提高了200 d猪SAT脂肪分解与较小脂肪细胞的比例；提高了PAT的脂肪生成与较大脂肪细胞的比例及脂肪细胞总量。日粮胆碱添加纠正了IUGR猪PAT脂肪细胞分布比例，降低了PPARγ表达、增强了mTOR通路活性；（5）妊娠期母猪日粮中添加精氨酸、蛋白限饲和IUGR均可显著提高子代猪上市期背最长肌中IMF的含量，这可能与调控脂肪代谢的关键转录因子（PPARγ和ADD1）基因表达的上调有关，转录因子进一步促进了其靶基因（ACC、FAS和SCD等生脂关键基因）的表达，进而增加IMF的沉积；(6)母体精氨酸添加的作用比IUGR对子代肌肉中miRNA表达谱的效应更大。通过miRNA靶基因的功能分析推测，母体添加精氨酸可能是通过调节miRNA的表达，广泛性的抑制转录，来实现其作用。研究成果可为养猪实践中改善猪的脂肪代谢和肉品质提供新的试验依据和调控思路。