《豬乳腺V-ATPase/mTORC1信號通路的基因表達及營養調控》是方正鋒為項目負責人，四川農業大學為依託單位的面上項目。
基本介紹
- 中文名：豬乳腺V-ATPase/mTORC1信號通路的基因表達及營養調控
- 項目類別：面上項目
- 依託單位：四川農業大學
- 項目負責人：方正鋒
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
mTORC1是哺乳動物細胞調節代謝和生長的樞紐。V-ATPase是迄今發現位於胺基酸下游並通過其活性調節mTORC1的第一個靶標。在氧化環境下，V-ATPase的半胱氨酸殘基形成二硫鍵導致V-ATPase可逆失活，預示了V-ATPase/mTORC1應對氧化應激的潛在作用。母豬妊娠後期和哺乳期機體大量分解代謝引發氧化應激，損害乳產量，但其機制並不清楚。本項目以不同生理階段的母豬為對象，採用現代基因組學、代謝組學和生物信息學等技術，研究mTORC1信號通路與乳腺發育、機體代謝和營養供給的相互關係；進一步以乳腺細胞為模型，研究氧化應激對V-ATPase/mTORC1的抑制效應，探索不同蛋氨酸源對V-ATPase活性及mTORC1通路的調節作用。本研究意義在於從動物整體、細胞和分子三個層面揭示乳腺mTORC1信號通路的表達調控機制，為乳腺生長發育、合成代謝和抗應激力的調控提供新的思路和理論依據。
結題摘要
母豬泌乳不足不僅是引起仔豬斷奶前死亡的一個主要因素，也是最根本的因素。研究表明，乳產量在很大程度上取決於乳腺上皮細胞數量，妊娠後期和哺乳期是乳腺快速發育時期，同時也是母豬機體代謝引發氧化應激的時期，合理的營養對促進乳腺發育和健康至關重要。mTOR 信號通路可以對能量狀態、胺基酸、生長因子和應激等多種多樣的環境因素進行精確感應和整合，以控制蛋白質合成、脂類合成和自噬反應等許多生物過程，從而在調節細胞生長和增殖上發揮巨大作用。本項目分為三個試驗分別研究乳腺mTORC1 信號通路的表達與母豬生理期代謝的關係，營養供給對母豬機體代謝及乳腺mTORC1 信號通路的影響，氧化應激抑制乳腺細胞mTORC1信號通路的機制研究，和蛋氨酸促進乳腺上皮細胞蛋白質合成的研究。妊娠期試驗結果表明，妊娠90天比妊娠60天乳腺發育更加完善的同時也遭受著更加嚴重的氧化應激，同時，乳腺利用蛋氨酸進行抗氧化。泌乳期營養限制的母豬同樣也產生了更加嚴重的氧化應激，且乳腺也遭受了氧化應激，並阻礙了溶酶體v-ATPase/mTORC1信號通路的表達，最終下調了酪蛋白的合成。進一步的細胞試驗同樣證明，氧化應激下調了mTORC1信號通路，並阻礙細胞增殖和引起細胞自噬。乳腺上皮細胞中添加抗氧化物質的前體物質蛋氨酸及其羥基類似物能激活mTORC1信號通路促進乳蛋白的合成。並綜上所述，氧化應激會抑制乳腺v-ATPase/mTORC1信號通路，並阻礙乳腺功能的實現。但是蛋氨酸的添加可以激活mTORC1信號通路和促進乳蛋白合成。本研究結果對進一步最佳化營養方案，促進乳腺發育和健康，進而提高母豬泌乳力具有極其重要的理論意義。
