IUGR豬脂肪組織早期發(fā)育及日糧膽堿水平對(duì)其脂肪沉積的影響.pdf

1、子宮內(nèi)發(fā)育遲緩(IUGR)一直以來(lái)都是人類醫(yī)學(xué)與動(dòng)物生產(chǎn)上的難題。豬IUGR的發(fā)生率高達(dá)15-20％，造成多種器官與系統(tǒng)發(fā)育不良，嚴(yán)重地制約著畜牧生產(chǎn)效率。IUGR后代常在成年后發(fā)生脂肪組織的異常積累，改變體組成，并提高代謝性疾病的發(fā)生率。豬是人類營(yíng)養(yǎng)與疾病的理想模型動(dòng)物，本研究選用自然發(fā)生的IUGR豬為對(duì)象，研究了其在出生后早期不同部位脂肪組織的沉積、細(xì)胞形態(tài)、脂肪代謝功能、信號(hào)調(diào)節(jié)通路等方面與正常初生重(NBW)豬的差異，并通過提高

2、斷奶后日糧膽堿水平，探究膽堿對(duì)脂肪沉積的調(diào)控作用，試圖為養(yǎng)豬生產(chǎn)與人類醫(yī)學(xué)提供理論依據(jù)與調(diào)控參考。
　　1.IUGR對(duì)哺乳仔豬脂肪組織發(fā)育的影響
　　選擇IUGR與同性別的同胞NBW新生仔豬各12頭，公母各半，哺乳階段實(shí)行寄養(yǎng)，于7d、14d和23d對(duì)所有試驗(yàn)豬進(jìn)行空腹稱重并采血，于7d和23d，分別隨機(jī)選取NBW和IUGR仔豬各6頭（公母各半）屠宰取樣，測(cè)定生長(zhǎng)性能、脂肪沉積量、脂肪細(xì)胞大小、血液代謝產(chǎn)物含量、血液脂肪酸組

3、成、血液代謝相關(guān)酶活、血液激素與脂肪因子水平。數(shù)據(jù)分析采用GLM模型，SNK法比較均值。結(jié)果表明:(1)IUGR仔豬的體重(BW)始終低于NBW仔豬(P＜0.01)，但是IUGR公豬（去勢(shì)）的BW在23d與NBW豬無(wú)明顯差異（P＞0.05）。IUGR豬的日增重(ADG)在0-7和7-14d低于NBW豬（P＜0.01），14-23d已無(wú)顯著差異（P＞0.05）。IUGR豬的相對(duì)生長(zhǎng)率(FGR)從7d開始已超過NBW豬（P＜0.05）。(2

4、)IUGR有降低7d背部皮下脂肪(SAT)厚度的趨勢(shì)(P=0.08)，其SAT脂肪細(xì)胞的平均直徑比NBW豬小7.5％(P＜0.01)，且小脂肪細(xì)胞所占比例較高;23d脂肪厚度和細(xì)胞平均直徑與NBW豬均無(wú)顯著差異（P＞0.05），且大脂肪細(xì)胞所占比例較高。IUGR豬7d腎周脂肪(PAT)重量比NBW豬低49.2％（P＜0.01），DNA濃度高24.7％（P＜0.01），脂肪細(xì)胞數(shù)量少36.5％（P＜0.01），小脂肪細(xì)胞所占比例較高;23

5、d時(shí)PAT重量相當(dāng)（P＞0.05），DNA濃度仍高于NBW豬（P＜0.01），總細(xì)胞數(shù)量已超過NBW豬(P＜0.01)，小脂肪細(xì)胞所占比例較高。脂肪細(xì)胞直徑分布顯示，7d時(shí)母豬大脂肪細(xì)胞比例多于公豬，23d時(shí)NBW母豬大脂肪細(xì)胞比例多于公豬，但是在IUGR豬相反。(3)IUGR提高了23d仔豬血液蛋白（P＜0.05）和BUN濃度（P＜0.01），降低了7d血液游離脂肪酸(FFA)含量與各日齡的甘油三酯含量（P＜0.05）。母豬14d和2

6、3d的甘油三酯和高密度脂蛋白膽固醇/總膽固醇(HDL/TC)高于公豬（P＜0.05）。豬類型與性別因素在14d血糖和全期平均甘油三酯存在互作效應(yīng)（P＜0.05）。公豬7d血液共軛亞麻油酸比母豬高62.5％(P＜0.05)，23d珍珠酸比母豬高46.4％(P＜0.05)，全期平均值比母豬高32.8％（P＜0.05）。7d的花生酸與全期平均棕櫚酸水平在豬類型與性別之間存在互作（P＜0.05）。IUGR豬血液脂蛋白脂酶(LPL)、肝脂酶(HL

7、)、總脂酶、AST、ALT活性在14d、23d及全期平均值均高于NBW(P＜0.05)。豬類型與性別因素在LPL和總脂酶活性存在互作效應(yīng)(P＜0.05)。血液瘦素在23d以母豬水平更高(P＜0.05)，IUGR使7d和全期平均皮質(zhì)醇水平分別提高了33.7％(P＜0.05)和27.2％(P＜0.05)，并提高了14d及全期平均脂聯(lián)素水平(P＜0.05)。豬類型與性別因素在14d胰島素、23d脂聯(lián)素、14d和23d皮質(zhì)醇表現(xiàn)為顯著的互作效應(yīng)

8、(P＜0.05)?？偟膩?lái)說，IUGR豬在哺乳期實(shí)現(xiàn)了BW和脂肪組織的追趕生長(zhǎng)，并伴隨著代謝的改變，在公豬（去勢(shì)）更為顯著。
　　2.IUGR對(duì)哺乳仔豬脂肪組織基因表達(dá)及mTOR通路的影響
　　試驗(yàn)設(shè)計(jì)同1。取肝臟、SAT和PAT，測(cè)定脂肪代謝相關(guān)酶活、代謝酶與轉(zhuǎn)錄因子基因表達(dá)、Akt與mTOR通路分子的磷酸化水平與PPARγ蛋白表達(dá)。數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析同1，t檢驗(yàn)比較相同日齡不同類型豬之間的蛋白表達(dá)均值。結(jié)果發(fā)現(xiàn):(1)IUGR降

9、低了7d時(shí)SAT中蘋果酸脫氫酶(MDH)（32.3％，P＜0.01）、異檸檬酸脫氫酶(ICDH)（35.0％，P＜0.05）和激素敏感脂酶(HSL)(37.0％，P＜0.01)的活性，降低了23d時(shí)蘋果酸酶(ME)（24.7％，P=0.09）和HSL(36.5％，P＜0.01)的活性。7d時(shí)母豬比公豬HSL活性高13.5％(P＜0.05)，23d時(shí)母豬比公豬高12.4％(P=0.08)。豬類型與性別在23d脂肪酸合酶(FAS)活性互作效

10、應(yīng)顯著（P＜0.01）。IUGR豬降低了7d時(shí)PAT中FAS(4.7％，P＜0.01)、ME(40.4％,P＜0.05)和ICDH（45.1％，P＜0.05），23d時(shí)葡萄糖-6-磷酸脫氫酶(G6PDH)（29.5％，P＜0.05）的活性。公豬7dME活性比母豬高34.8％(P=0.07)，HSL活性比母豬高22.7％(P＜0.05)。IUGR對(duì)肝臟酶活無(wú)顯著作用（P＞0.05）。7d時(shí)母豬FAS(P＜0.05)和MDH（P=0.05）

11、活性高于公豬。豬類型與性別的互作效應(yīng)在7dICDH活性表現(xiàn)顯著（P＜0.05）。(2)7d的SAT中，IUGR降低了HSL表達(dá)（P＜0.01），母豬在FAS、LPL、ATGL、HSL、C/EBPα和SERBP-1c的表達(dá)都高于公豬(P＜0.01)。兩因素在ATGL表達(dá)表現(xiàn)為顯著互作（P＜0.05）。對(duì)于23d的SAT，IUGR降低了ATGL表達(dá)(P＜0.05)，母豬ACCα和LPL的表達(dá)豐度高于公豬（P＜0.05），對(duì)于ATGL、HSL

12、、PPARγ、C/EBPα和SREBP-1c，母豬的表達(dá)低于公豬（P＜0.05）。IUGR顯著提高了7d時(shí)PAT中ACCα、PPARα、C/EBPα和SREBP-1c的表達(dá)(P＜0.05)，對(duì)于PPARα和C/EBPα表達(dá)，豬類型與性別存在顯著互作效應(yīng)(P＜0.05)，母豬SCD表達(dá)顯著高于公豬（P＜0.05）;23d時(shí)，豬類型與性別的互作在ACCα、LPL、ATGL、HSL、PPARα及C/EBPα表達(dá)均表現(xiàn)顯著作用(P＜0.05)，

13、IUGR公豬PPARγ表達(dá)比母豬高431.8％（P＜0.05），母豬顯著降低了ATGL、PPARα和SREBP-1c表達(dá)(P＜0.05)，IUGR提高了ATGL的表達(dá)(P＜0.05)。IUGR提高了7d時(shí)肝臟PPARα和SREBP-1c的表達(dá)（P＜0.05），降低了PEMT表達(dá)(P＜0.05);23d時(shí)，IUGR對(duì)于SERBP-1c的提高依然存在（P＜0.05），母豬的HSL表達(dá)水平高于公豬（P＜0.05），豬類型與性別在ATGL的表達(dá)

14、表現(xiàn)出顯著的互作(P＜0.05)。(3)IUGR使7d和23d時(shí)PAT中Akt磷酸化水平分別提高（P＜0.05）51.6％和73.0％，mTOR磷酸化水平降低（P＜0.05）36.5％和48.8％，PPARγ蛋白表達(dá)水平提高10.3％(P＞0.05)和35.7％(P＜0.05)。IUGR降低了7d時(shí)PAT的4E-BP1磷酸化（71.0％，P＜0.05），對(duì)于S6K1磷酸化未見顯著作用(P＞0.05)?？偟膩?lái)說，IUGR與性別改變了仔豬S

15、AT、PAT和肝臟中多種脂肪代謝相關(guān)酶活性與轉(zhuǎn)錄因子的表達(dá)，并呈現(xiàn)互作關(guān)系。
　　3.日糧膽堿水平對(duì)IUGR豬脂肪沉積的影響及其機(jī)制
　　選擇IUGR與同胞NBW公豬各8頭，48h內(nèi)寄養(yǎng)，21d斷奶后按照豬類型和日糧膽堿水平兩因素設(shè)計(jì)分為4組:NBW（飼喂基礎(chǔ)日糧的NBW豬）、NBW+CHO（飼喂膽堿添加日糧的NBW豬）、IUGR（飼喂基礎(chǔ)日糧的IUGR豬）和IUGR+CHO（飼喂膽堿添加日糧的IUGR豬），每組4頭豬。膽堿

16、添加日糧中膽堿含量為基礎(chǔ)日糧的2倍，試驗(yàn)期180d。在斷奶當(dāng)天和各階段結(jié)束時(shí)（73d，120d和200d）進(jìn)行個(gè)體空腹稱重與采血，200d屠宰采樣，測(cè)定脂肪沉積量，肉質(zhì)、血液代謝產(chǎn)物含量、代謝相關(guān)酶活、激素與脂肪因子水平、DNA含量、脂肪細(xì)胞大小、脂肪代謝酶活、代謝酶與轉(zhuǎn)錄因子基因表達(dá)、Akt與mTOR通路分子的磷酸化水平與PPARγ蛋白表達(dá)。血清數(shù)據(jù)使用MIXED過程分析，其余指標(biāo)采用GLM模型分析。SNK法比較均值。結(jié)果顯示:(1)

17、IUGR豬的BW在200d前顯著低于NBW豬(P＜0.05)，在200d趕上NBW豬（P=0.07），ADG在斷奶前及21-38d和73-120d低于NBW豬(P＜0.05)，在38-73d和120-200d無(wú)顯著差異，21-200d的FGR極顯著高于NBW豬(P＜0.01)。日糧膽堿添加降低了200d豬肩部最厚處(25.2％)、胸腰結(jié)合處(19.5％)和腰薦結(jié)合處(21.1％)及平均(22.6％)的背部SAT厚度(P＜0.05)及PA

18、T重量（P＜0.05），使IUGR豬PAT降低了13.0％(P＜0.05)，對(duì)肉質(zhì)無(wú)不良影響（P＞0.05）。(2)IUGR在73d和200d對(duì)血液甘油三酯表現(xiàn)出相反的作用(P＜0.05)，降低了120d、200d和全期的HDL/CHO(P＜0.05)。日糧膽堿添加提高了200d豬血液總蛋白(3.8％，P＜0.05)水平，降低了200d和試驗(yàn)全期的血液尿素氮(BUN)(20.3％和9.7％，P＜0.05)、73d和全期FFA，120d、

19、200d和全期甘油三酯和總膽固醇水平（P＜0.05）。IUGR提高了120d和試驗(yàn)全期血清LPL、HL活性（P＜0.05），全期總脂酶活性，添加膽堿降低（P＜0.05）了200d血清LPL活性，73d和全期HL活性，全期總脂酶活性，120d和試驗(yàn)全期血清ALT活性。日糧膽堿添加降低（P＜0.01）了200d血液胰島素、脂聯(lián)素和120d皮質(zhì)醇水平，提高(P＜0.05)了120d和試驗(yàn)全期平均血清瘦素水平。IUGR降低（P＜0.05）了73

20、d和200d的皮質(zhì)醇水平，提高(P＜0.05)了120d皮質(zhì)醇、200d和全期血清脂聯(lián)素、200dTNF-α水平。(3)IUGR的PAT總DNA含量比NBW豬高14.7％(P＜0.05)。IUGR提高了SAT中小脂肪細(xì)胞的比例(P＜0.05)，降低了大脂肪細(xì)胞比例(P＜0.05)。脂肪細(xì)胞平均直徑、SAT中直徑為0-50μm、70-90μm和大于90μm脂肪細(xì)胞比例、PAT中50-70μm和70-90μm的脂肪細(xì)胞比例方面，均存在豬類型

21、與日糧膽堿含量的互作(P＜0.05)。(4)IUGR提高了肝臟MDH和G6PD活性(P＜0.05)，膽堿添加降低了MDH活性（P＜0.05）。在SAT中，IUGR提高了HSL活性(P＜0.05)，高劑量膽堿使得ME和ICDH活性降低（P＜0.05），并且提高了HSL活性(P＜0.05)。IUGR和日糧膽堿水平在MDH、ICDH和G6PDH活性存在互作（P＜0.05）。在PAT中，IUGR和高劑量膽堿均具有提高HSL活性的作用(P＜0.0

22、5)，日糧膽堿添加提高了MDH活性（P＜0.05）。IUGR具有增加肝臟FAS、PEMT表達(dá)（P＜0.05），降低ATGL的表達(dá)(P＜0.05)的作用，高劑量膽堿降低了肝臟中FAS、ACCα、HSL、PEMT表達(dá)（P＜0.05），PEMT、ATGL表達(dá)存在兩因素的互作效應(yīng)（P＜0.05）。SAT中，IUGR顯著提高了ACCα、FAS、SCD、ATGL、HSL的表達(dá)（P＜0.05），膽堿提高了ATGL和HSL的表達(dá)（P＜0.05）。PAT

23、中，IUGR提高了SCD、LPL、ATGL和HSL的表達(dá)（P＜0.05）。IUGR降低了肝臟PPARα表達(dá)(39.5％，P＜0.05)，提高了SAT中SERBP-1c、C/EBPα和PPARγ(P＜0.05)、PAT中C/EBPα、PPARγ和PPARα的表達(dá)（P＜0.05）。高劑量膽堿降低了PAT中C/EBPα、PPARγ和PPARα(P＜0.05)以及SAT中C/EBPα的表達(dá)（P＜0.05），提高了SAT的PPARα表達(dá)（P＜0.

24、05）。(5)IUGR降低(P＜0.05)了mTOR(25.5％)、4E-BP1(35.9％)和Akt(55.9％)的磷酸化水平，使PPARγ表達(dá)提高了40％(P＜0.05)。IUGR豬在采食高劑量膽堿日糧時(shí)，mTOR，4E-BP1和Akt磷酸化水平與NBW無(wú)差異，PPARγ表達(dá)比采食基礎(chǔ)日糧的IUGR豬低了54.7％(P＜0.05)，比NBW豬低了40.8％(P＜0.05)?？偟膩?lái)說，日糧膽堿添加改善了IUGR豬脂肪組織的異常積累與脂