PTEN和SREBP-1c基因调控对奶牛肝细胞脂肪沉积的影响

脂肪肝是奶牛围产期常见多发的代谢病，其主要发病机理涉及肝脏脂肪酸氧化能力降低和VLDL组装与分泌不足。本项目以"调控PTEN和SREBP-1c基因表达水平可影响VLDL组装与分泌和肝脏脂肪酸合成与氧化，进而可影响围产期奶牛肝脂沉积"为理论假设，以原代犊牛肝细胞和奶牛脂肪肝模型细胞为实验对象，运用RNA干扰技术和基因过表达技术研究奶牛肝细胞PTEN和SREBP-1c基因表达水平对VLDL组装与分泌和脂肪合成与氧化主要蛋白因子和关键酶基因表达、蛋白活性及肝脂沉积的影响，明确下调PTEN基因和过表达SREBP-1c基因可增强脂肪酸氧化和VLDL组装与分泌，降低肝脂沉积，为探讨利用基因疗法防治奶牛脂肪肝奠定理论与实验基础。

本项目运用表达和RNAi技术技术，重点研究以奶牛脂肪肝脂肪酸氧化合成和脂蛋白合成代谢为研究重点，明确PTEN和SREBP-1c基因低表达和过表达对奶牛体外培养的肝细胞VLDL组装与分泌和脂肪合成与氧化相关的主要蛋白因子和关键酶的基因表达、蛋白活性及对肝细胞脂肪沉积的影响.有关获得如下研究新成果：(1)证实当PTEN过表达时，与脂肪酸氧化及VLDL组装和分泌的关键酶mRNA表达量明显上调，与脂肪酸合成的相关酶基因mRNA表达相对降低。细胞内TG含量减少，而培养液中VLDL的浓度升高。(2) 证实PTEN低表达时与脂肪酸氧化及VLDL组装和分泌的关键酶基因mRNA表达量却成反向调节，呈下降趋势，与脂肪酸合成的相关酶基因mRNA表达也出现了明显的下调状态。细胞内TG含量干扰组明显高于对照组，细胞培养液中VLDL的含量明年低于对照组。（3）证实当SREBP-1c基因过表达时，与脂肪酸氧化的酶明显下调，以CPT1和ECH表达下降最明显；与VLDL组装转运相关基因除APOB表达下降外，其他基因表达均升高。β-氧化过程关键酶活性除ACS升高外，其他酶活性均下降，且差异显著。（4）证实沉默SREBP-1c基因表达时，可有效降低脂肪酸的合成，增强脂肪酸的氧化，参与VLDL组装的关键因子mRNA表达量均相应的降低，而LDLR mRNA表达水平上升，细胞内TG和培养液中VLDL的浓度均呈下降趋势。Β-氧化过程关键酶活性除ACSL没有明显变化外，其他酶活性均升高。（5）成功建立了脂肪肝细胞体外模型，并在细胞模型基础上过表达PETN和下调SREBP-1c基因表达，细胞内的TG含量明显降低，细胞液中VLDL含量名明显升高，进一步证实了PETN和SREBP-1c基因在脂肪酸氧化代谢中的作用。以上研究新发现证实PTEN和SREBP-1c在奶牛脂肪酸氧化合成及VLDL组装与分泌的过程中起到非常重要的作用。可以通过升高和降低β-氧化过程和VLDL组装和分泌过程中关键酶的基因mRNA的表达、蛋白质翻译和酶活性调节来影响脂肪酸在肝脏的代谢合成及转运，是奶牛脂肪肝疾病发生的关键所在。