随着分子生物学技术的不断发展,许多与营养代谢相关的动物基因得到了克隆和鉴定,关于营养素对基因表达的调控作用,人们开展了一系列的相关研究。肥胖基因(ob gene)的克隆和鉴定揭示了脂肪细胞分泌的一种新激素的存在,这种激素被称为瘦素(Leptin,来自希腊语Leptos,意思是瘦)。瘦素参与机体内物质和能量代谢的调节,通过抑制食物的摄入,增加能量的利用和减少脂肪细胞的合成来降低体质量。研究显示,其不仅与肥胖、糖尿病等有关,还可以治疗自身免疫性疾病、心血管疾病和乳腺癌。在动物生产中,瘦素具有调控动物采食、调节神经内分泌、维持血脂正常代谢、改善繁殖性能、保护消化系统、改善胴体品质以及介导炎症反应、调控免疫反应等功能。此外,乳源瘦素还具有调控幼畜生长发育、促进小肠成熟、调节肾上腺对应激的反应等生理作用。
动物的所有代谢活动,包括生长和繁殖,都是基因表达的结果。大量的研究表明,畜禽日粮中的养分,包括常量养分和一些微量养分,对于许多基因的表达具有重要的调控作用。尽管日粮营养不能改变中心法则中遗传信息的传递规律,但这些营养素可通过一系列复杂的过程,调控一些关键代谢酶基因的表达,最终导致靶器官中某些代谢酶活性的改变,从而影响了机体的代谢过程。有关该方面的研究,特别是营养素调控基因的表达途径及其机制的研究,已成为现代动物营养学的重要研究方向,这些研究将为人们更好地调节某种基因的表达提供理论基础。如果可以依据营养与基因之间的相互作用,合理地配制饲粮,这对于改善畜禽的生产性能及提高其胴体品质有着重要意义。本研究就不同营养因子对瘦素及其受体基因表达的调控作用及其机制做简要概述。
1 瘦素基因及其表达
1.1 瘦素基因
肥胖基因也称瘦素基因。1994年Zhang等[1]最早通过定位克隆技术得到小鼠ob基因的 cDNA序列,该基因位于小鼠的6号染色体上。Ogawa等[2]克隆得到了人类ob基因,其位于人类的7号染色体上,全长20 kb。该基因随后在啮齿动物和人类中被鉴定为单拷贝基因,由3个外显子和2个内含子组成,基因长4.5 kb,5′端含多种转录因子的连接部位。ob基因的编码区域位于第2外显子和第3外显子上,第2外显子和第3外显子之间的内含子长约2 kb,位于谷氨酸-49和丝氨酸-50的密码子之间。第1外显子是仅有26个bp的非编码序列,大约位于第2外显子上游7.5 kb处。有些小鼠ob基因的外显子1和外显子2之间还有一个93 bp的外显子[3]。人与小鼠ob基因cDNA序列的5′端编码区和3′端非编码区同源性较小(30%),这预示其调控序列存在差异性[4]。
1.2 瘦素基因的表达
瘦素基因的表达发生在3T3-L1和3T3-F422A脂肪细胞从纤维母细胞向成熟脂肪细胞分化之后[5-6]。小鼠的ob基因含有一个高度保守的编码166/167个氨基酸的开放阅读框 (30%的小鼠无谷胺酸-49密码子,70%的小鼠有该密码子)和一个含有21肽的信号序列,编码产物为16 ku的分泌型蛋白质-瘦素[1]。人和小鼠的ob基因编码区的同源性很高,在蛋白水平上有84%的同源性。瘦素基因在脂肪细胞中表达最高,但在心脏和胎盘中的表达水平非常低,在人和小鼠的前脂肪细胞中均未检测到瘦素基因的表达[7-10]。
2 瘦素受体(ob-R)基因
Tartaglia等[11]研究发现,ob-R基因位于小鼠的4号染色体上,长度为5.1 kb,是一种单跨膜受体,与白细胞介素-6(IL-6)受体、粒细胞集落刺激因子(G-CSF)受体和白血病抑制因子(LIF)受体的gp130信号转导元件关系最为密切,其不仅在小鼠脉络丛中表达,在包括下丘脑在内的其他组织中也可表达。ob-R的胞外结构域显示出Ⅰ类细胞因子受体家族的许多特征[12]。瘦素受体(ob-R)属于长链螺旋细胞因子超家族。通过选择性剪接,ob-R基因可产生6种亚型(ob-Ra、b、c、d、e和f )[13]。这些亚型具有相同的胞外结构域,但跨膜结构域和胞质结构域存在一定差异。ob-R以短型受体、长型受体和分泌型受体的形式存在,ob-Rb是唯一含有大约300个氨基酸残基的细胞内受体。长受体(ob-Rb)被认为在介导瘦素方面具有主要的作用[14]。除了ob-Rb外,短型受体ob-Ra在调节瘦素内化和信号传导方面也发挥着重要作用[15-16]。ob-Re是可溶型受体,其通过减少瘦素的内吞作用,抑制瘦素通过血脑屏障的转运[17]。瘦素通过结合其受体激活神经元,借由多条信号转导通路,发挥其生理活性来调控机体能量平衡和代谢稳态[18]。
3 瘦素的信号转导机制
瘦素结合ob-R后可激活一系列信号转导通路,包括酪氨酸激酶2 (JAK2)/信号转导和转录激活因子3 (STAT3)信号通路；腺苷单磷酸活化蛋白激酶(AMPK) 乙酰辅酶A羧化酶(ACC)信号通路；胰岛素受体底物(IRS)/磷脂肌醇3-激酶(PI3K)/雷帕霉素靶蛋白(mTOR)信号通路；含有SH2的蛋白酪氨酸磷酸酶2(SHP2)/生长因子受体结合蛋白2 (Grb2)/丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)信号通路；叉头转录因子1 (FoxO1)信号通路等。
JAK2/STAT3是瘦素发挥作用的主要信号转导通路。瘦素与ob-Rb的胞外结构域结合,导致其构象变化,进而促发相关的JAK2酪氨酸激酶自磷酸化,磷酸化的STAT3随后形成二聚体,并转移到细胞核,在细胞核内诱导厌食性神经肽POMC的转录,抑制促进食欲的刺鼠基因相关蛋白(AgRP)和神经肽Y(NPY)的转录。这一复杂的生理过程受正负2种调节因子的调节：正向调节因子src-同源区2结构域蛋白1 (SH2B1)可显著增强JAK2活性,从而促进JAK2下游瘦素信号通路的激活[19]；负向调节因子可阻止JAK2/STAT3通路的激活,包括蛋白酪氨酸磷酸酶1B (PTP1B) 和抑制细胞因子信号蛋白-3 (SOCS3)[20]。
除了JAK2/STAT3信号通路外,瘦素还诱导了许多其他重要通路：瘦素与ob-Rb结合后,磷酸化的JAK2也可导致IRS磷酸化,并在体内外激活PI3K通路[21]。FoxO1和mTOR/S6激酶(S6K)通路都是IRS/PI3K通路的重要下游效应因子,FoxO1对下丘脑POMC、AgRP和类固醇生成因子1 (SF-1)神经元的能量平衡和葡萄糖稳态有显著影响[22]。AMPK和mTOR通路也参与了瘦素信号的调控：瘦素通过抑制AMPK来刺激下丘脑ACC,下丘脑AMPK的基本激活减弱了瘦素的厌食反应[23]；瘦素增加哺乳动物下丘脑mTOR活性,雷帕霉素对mTOR信号的抑制减弱了瘦素导致的厌食作用[24]；mTOR对瘦素信号传导的重要作用还包括调节周围组织的脂质代谢和炎症反应[25]。MAPK通路则主要参与瘦素的外周功能[26]。
4 营养因子对瘦素及其受体基因表达的影响
4.1 脂肪及脂肪酸对瘦素及其受体基因表达的影响
4.1.1 脂肪对瘦素及其受体基因表达的影响 高体脂状态会导致体内瘦素水平发生变化,也可导致瘦素抵抗的发生,王芃芃等[27]研究表明,高脂饲料饲喂可明显提高小鼠脂肪组织瘦素基因的表达水平,但肥胖小鼠高水平的内源性瘦素并没有发挥其降低体质量和抑制摄食的作用,这可能是由于小鼠产生了瘦素抵抗,进而使内源性的瘦素生理功能受到抑制。虽在研究中表明缺乏瘦素会引起肥胖,但肥胖者血中瘦素水平很高[28]。刘金等[29]研究发现,在下丘脑及肝脏,高脂诱导组(20%猪油)小鼠ob-Ra、ob-Rb两受体的基因表达均下调,显著低于对照组,且与血清瘦素含量呈显著负相关。肥胖小鼠有瘦素抵抗,高瘦素可能抑制其受体表达；反之,受体低表达亦可能促进瘦素分泌的代偿性增加。赵飞等[30]研究发现,与猪油饲喂组大鼠相比,鱼油饲喂组大鼠的脂肪组织瘦素基因表达、血清瘦素水平呈降低趋势。有研究认为脂肪细胞体积大小与其功能有关[31],并有研究证实脂肪组织瘦素基因表达水平与脂肪细胞体积呈正相关[32]；因此,鱼油饲喂组大鼠脂肪组织瘦素基因表达水平、血清瘦素水平呈降低趋势可能与脂肪细胞体积减小有关,尽管如此,鱼油并未显著降低肥胖大鼠瘦素基因表达和血清瘦素水平。Chen等[33]研究发现,与大豆油相比,饲料中添加鱼油极显著降低了生长仔猪瘦素基因和ob-R 基因在背侧脂肪组织中的表达,油脂发挥了强的调节瘦素基因表达的作用,在转录后调节模型中发现,血浆瘦素浓度也可能受到转录后机制的调控。耿珊珊等[34]研究表明,中链甘油三酯饲喂大鼠的下丘脑ob-Rb 基因水平较高。此外,奶牛补饲过瘤胃脂肪可提高奶牛血浆瘦素的表达,改善其能量负平衡状态,各试验组对血浆瘦素水平的影响各不相同,可能与日粮中添加过瘤胃脂肪的剂量不同有关[35]。可见,瘦素及其受体基因的表达与饮食中脂肪的质量和数量,体脂状态以及脂肪细胞的体积等具有不同程度的相关性,瘦素抵抗的发生也会抑制其功能的发挥。
瘦素基因启动子区CpG位点的甲基化水平降低,可诱导瘦素表达增加,影响DNA甲基化的因素主要包括体内甲基供应和DNA甲基化转移酶的水平[36]。有研究并未发现高脂饲料诱导肥胖小鼠脑组织中瘦素受体基因表达水平出现变化,进一步对小鼠瘦素受体基因启动子区(-633--345 bp,包含20个CpG位点)的甲基化分析发现,此区域内CpG 位点甲基化状态在肥胖小鼠上未发生变化,像正常小鼠一样呈现高度去甲基化状态；结果表明,高脂饲料诱导的肥胖小鼠,瘦素及瘦素受体基因启动子区CpG位点甲基化可能不参与其表达的调节[37],这与Okada等[38]的研究结果相一致。然而,Melzner等[36]研究发现,高脂饲料可以提高瘦素基因启动子某一位点的甲基化程度,这种甲基化状态与较低的循环瘦素水平有关,该位点可能在瘦素基因表达调控中具有重要作用,也可能是不同转录因子的靶序列。
4.1.2 长链脂肪酸对瘦素及其受体基因表达的影响 瘦素及其受体基因的表达受脂肪酸摄入质量和数量的影响。饱和脂肪酸(SFA)可正向调节能量摄入,而单不饱和脂肪酸(MUFAs)与皮下和内脏脂肪组织瘦素基因表达呈负相关；此外,多不饱和脂肪酸(PUFAs)、n-3 PUFAs、n-6 PUFAs和n-9 PUFAs与内脏脂肪组织瘦素基因表达呈显著负相关；并且,n-3 PUFAs与内脏脂肪组织和皮下脂肪组织中的瘦素基因表达有关,提示脂肪酸摄入的质量和数量对脂肪组织中瘦素基因表达具有重要的调节作用[39]。硬脂酰辅酶A去饱和酶是体内SFA向MUFAs转化的关键酶类,日粮脂肪酸组成还可调控硬脂酰辅酶A去饱和酶的产生,进而介导瘦素基因的信号传导途径[40]。
在新生大鼠中,尽管瘦素基因的表达水平较高,但下丘脑ob-Rb基因表达很低。有研究表明,二十碳五烯酸(EPA)导致了新生大鼠早期瘦素基因表达,而且瘦素也被提前检测到,证实PUFAs特别是EPA在瘦素及其受体基因表达调控中的作用[41]。有研究发现,饲喂葵花籽油可显著性增加泌乳山羊血浆瘦素的基因表达[42],结果表明,n-6 PUFAs本身可能上调瘦素基因的表达；短期内,尽管山羊泌乳期间血浆瘦素水平较低,但血浆瘦素水平仍可能受到亚油酸或丙酸等营养物质的上调,但亚油酸的刺激作用可以被反式C18∶1异构体减弱。此外,日粮中添加共轭亚油酸可显著提高49日龄黄羽肉鸡血清瘦素水平[43]。刘新丽等[44]研究表明,n-6 PUFAs高脂饲料诱导的肥胖小鼠,脂肪组织瘦素和下丘脑瘦素受体基因表达水平显著升高,而n-3 PUFAs高脂饲料诱导的肥胖小鼠的瘦素及其受体基因表达则未发生变化；提示n-3 PUFAs对肥胖时瘦素表达具有拮抗作用。鱼油n-3 PUFAs高脂饲料可抑制肥胖时瘦素基因启动子区与DNA甲基化转移酶(DNMTs)和甲基化CpG结合蛋白2(MeCP2)的结合,对肥胖小鼠瘦素基因启动子区CpG甲基化具有抑制作用,但研究中瘦素基因表达减少,其发生原因尚不清楚；推测n-3 PUFAs可能通过影响CpG甲基化以及结合相关调控蛋白、RNA聚合酶来调节瘦素基因的转录过程[45]。与SFA和MUFAs相比,PUFAs更好地发挥了对瘦素及其受体基因表达的调控作用,可以作为抑制脂肪合成的有效营养因子,并具有促进新生大鼠早期瘦素基因表达的作用。
4.1.3 短链脂肪酸对瘦素及其受体基因表达的调控 丁酸对瘦素基因转录水平的调节可能通过两方面来完成：一是通过短链脂肪酸特有的G蛋白偶联受体(GPCRs)；二是通过丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)和磷脂酰肌醇-3-激酶(PI3K)信号途径[46]。瘦素基因在反刍动物的胎盘和胎儿组织、乳腺、胃和骨骼肌中都有表达[47]。齐利枝等[48]研究发现,在奶牛乳腺上皮细胞培养液中添加乙酸,其添加剂量与瘦素基因的表达呈趋于显著的线性增加,提示乙酸对乳脂和乳蛋白合成的影响可能与瘦素基因的表达有关；试验结果表明,乙酸浓度为8～10 mmol/L时能较好地促进瘦素基因的表达。
4.2 蛋白质、氨基酸对瘦素及其受体基因表达的影响
已有研究证实,蛋白质和氨基酸参与瘦素及其受体基因表达的调节。周根来等[49]研究了豌豆蛋白粉对0～4周龄高邮鸭瘦素基因表达的影响, 当日粮添加6%的豌豆蛋白粉时,可显著提高鸭腿肌中瘦素基因的表达量。此外,高蛋白质饲料(81.6%鱼粉)喂养的海雕,可显著提高其脂肪组织中瘦素基因的丰度[50]。高能蛋日粮可抑制滩羊尾部脂肪瘦素基因的表达水平,且瘦素基因表达量与脂肪沉积呈负相关[51]。日粮能蛋水平可显著性调节大鼠睾丸和卵巢中的某些瘦素受体基因：有研究首次表明,饲喂大鼠蛋白质-能量限制(8%蛋白质)日粮,可明显增加其睾丸瘦素受体ob-Ra、ob-Rb的表达[52]。Cavalcante等[53]研究了哺乳期小鼠饲料能蛋水平对卵巢瘦素受体基因表达的调控作用,结果表明,蛋白质-能量受限(8%蛋白质)可显著降低卵巢瘦素受体基因ob-Ra、ob-Rb的表达,而蛋白质-能量受限组的ob-Rc和ob-Rf的增加不显著,并且没有改变瘦素受体ob-Re的表达水平；在小鼠中,ob-Re亚型的产生水平足够高时,可作为自由循环瘦素的缓冲系统[54]；因此,推测正常的ob-Re表达对于保持血清瘦素水平不变是重要的。
蛋白质被分解后,最终以小肽和氨基酸的形式被吸收利用,氨基酸及其类似物也是调节瘦素及其受体基因表达的重要营养因子。毛湘冰等[55]研究认为,长期饲喂生长大鼠添加L-亮氨酸的日粮,可以显著刺激血浆瘦素水平的增加。瓜氨酸具有恢复瘦素基因表达水平的作用,Joffin等[56]研究证明,饲喂添加瓜氨酸的日粮,可下调小鼠62%的瘦素基因的表达。L-肉碱也具有下调瘦素基因表达的作用,陈士伟等[57]研究表明,给予L-肉碱6周后,添加量为250,500 mg/kg的小鼠血清瘦素水平显著低于对照组。此外,γ-氨基丁酸(GABA)可显著降低鳜鱼ob-R 基因的表达量；研究表明,GABA可通过调节瘦素信号通路影响食欲,从而导致食物摄入量的改变[58]。
4.3 碳水化合物对瘦素及其受体基因表达的影响
瘦素可调节食物的摄入,最终影响糖异生途径和能量消耗[59],因此糖异生功能可能是调节营养摄入和体质量增加的一个重要因素。葡萄糖及其代谢物在瘦素信号传导中起着重要作用,葡萄糖通过减弱AMPK抑制瘦素信号的能力,在一定程度上提高了瘦素的敏感性[60]。王方年等[61]研究证实,葡萄糖浓度从5 mmol/L升至10 mmol/L时, 可显著促进3T3-F442A脂肪细胞中瘦素基因的表达；过高浓度的葡萄糖(25 mmol/L)对瘦素基因的表达具有抑制作用；葡萄糖浓度继续升高时,瘦素基因的表达无明显变化,表现出饱和性特点。瘦素抵抗可能有几种潜在机制,包括血脑屏障瘦素转运受损,以及由于ob-Rb表达减少或诱导反馈抑制剂(如细胞因子信号抑制因子3(SOCS3))导致的ob-Rb信号转导缺陷[62]。研究表明,高果糖日粮饲喂的大鼠,其下丘脑全细胞提取物中ob-Rb 基因的表达水平显著降低,且小鼠的SOCS3 mRNA水平显著高于对照组,瘦素敏感性受损由此得到证实[63]。此外,高蔗糖(按蔗糖重量计算为70%)饮食可显著提高大鼠白色脂肪组织中瘦素基因的表达(5倍以上)[64]。赵静[65]研究发现,青钱柳多糖对大鼠脂肪组织瘦素基因的表达有显著的下调作用,其下调率随剂量增加而降低；其还能显著降低大鼠肝脏瘦素基因的甲基化水平,对肝脏中DNA甲基转移酶活性的影响不显著,但有一定的下调效果。
饲粮中的纤维含量对犊牛、猪、兔等动物体内的瘦素及其受体基因的表达具有调节作用。李岚捷等[66]研究了饲粮非纤维性碳水化合物/中性洗涤纤维(NFC/NDF)对断奶肉犊牛瘦素基因表达的影响,结果表明,血清瘦素浓度随饲粮NFC/NDF的降低而显著降低,与犊牛能量消化代谢和增质量趋势一致,可见高营养水平饲粮可以促进瘦素的分泌,利于犊牛生长。霍永久等[67]研究了日粮粗纤维水平(5.40%,7.30%,8.60%,10.71%)对淮猪瘦素基因表达的影响,结果表明,7.30%组淮猪背部皮下脂肪和背最长肌瘦素基因水平均高于其他试验组,10.71%组背部皮下脂肪和背最长肌瘦素基因水平均低于其他3组,各组间差异均不显著；与对照组相比,日粮纤维水平对淮猪背部皮下脂肪和背最长肌瘦素基因的水平无显著影响。邝良德等[68]研究了饲粮不同纤维水平(12%,14%,16%,18%)对初产新西兰母兔卵巢组织中ob、ob-R基因表达的影响,结果显示,16%添加组的母兔卵巢中,ob、ob-R基因的表达量显著高于其他各试验组。可见,在动物生产中,可通过控制饲粮中的纤维含量,调节动物体瘦素及其受体基因的表达,进而调控动物的生长、繁殖以及胴体品质。
4.4 矿物质、维生素对瘦素及其受体基因表达的影响
矿物质和维生素在动物饲粮中的含量虽少,但在调控基因表达方面却发挥了至关重要的作用,在缓解动物应激、调节机体代谢、提高胴体品质等方面具有很好的应用效果。有文献报道,膳食中锌含量的增加会促进血清瘦素水平升高[69]。梁凤等[70]研究表明,各剂量的金针菇菇脚(2%,4%,6%)均可显著提高21日龄肉鸡血清中瘦素基因的表达,这可能是由于金针菇菇脚中的锌促进了瘦素基因的表达。王福等[71]探讨了高锌日粮对仔猪肝脏脂肪代谢的影响,结果表明,添加300,1 000 mg/kg锌时,可显著提高血浆瘦素的表达水平。陈世伟等[72]研究发现,中、高剂量(0.3,1.0 g/kg)丙酮酸钙组的动物睾丸和肾脂肪的瘦素表达水平均显著低于对照组。
孙先枝等[73]研究表明,日粮中添加烟酰胺(8 g/d)能显著提高热应激奶牛血清中瘦素的表达(2.25 VS 2.74 ng/mL),奶牛在热应激期血清瘦素浓度有下降的趋势,表明烟酰胺能提高热应激奶牛血清瘦素水平,可能改善了热应激奶牛能量代谢调节。有试验研究了α-硫辛酸(LA)对草鱼幼鱼瘦素表达的影响。结果表明,CT+LA组(4% 脂肪+1 200 mg/kg LA)草鱼幼鱼肝脏瘦素基因表达呈上升趋势,HL+LA组(8%脂肪+1 200 mg/kg LA)肝脏瘦素基因表达明显下降；高脂日粮显著提高了草鱼幼鱼腹腔脂肪和肝脏瘦素基因的表达,表明瘦素基因表达受脂质水平与LA补充之间相互作用的影响[74]。此外,日粮中添加维生素E,对蛋鸡脂肪组织中ob-R基因的表达没有显著影响[75]。
4.5 植物及植物提取物对瘦素及其受体基因表达的影响
刘功炜等[76]研究认为,日粮中添加干桑叶和青贮桑叶对绒山羊瘦素基因表达具有调控作用,但整体上饲喂青贮桑叶效果更显著,在日粮中添加质量分数为15%的青贮桑叶可更好地促进脂肪组织中瘦素基因的表达。有研究表明,白桑叶提取物可下调高胆固醇饲料喂养大鼠内脏脂肪组织中瘦素基因的表达[77]。王晶等[78]研究了饲喂沙棘嫩枝叶对绵羊(阿勒泰羊)瘦素基因表达量的影响,结果表明,瘦素基因表达量在各部位(股二头肌肌肉和肌内脂肪、皮下脂肪、尾部脂肪和腹部脂肪)均无明显变化。
小鼠3T3-L1前脂肪细胞分化过程中,添加低剂量(20 μmol/L)和高剂量(100 μmol/L)虎杖苷,可提高成熟脂肪细胞中瘦素基因的表达水平[79]。胡梦眉等[80]研究发现,与模型组比较,咖啡豆提取物3个剂量组(133,267,800 mg/kg)均降低了大鼠血清瘦素基因的表达。此外,早期饲喂沙棘提取物可显著降低肥育猪背部皮下脂肪和肠系膜脂肪瘦素基因的表达量, 极显著地提高腹部皮下脂肪瘦素基因的表达；综合分析认为,在断奶仔猪日粮中添加0.1%的沙棘提取物,可通过影响脂肪瘦素基因的表达量及血清瘦素水平,来改善肥育猪肉质特性[81]。有研究发现,槲皮黄酮可显著降低T47D乳腺癌细胞瘦素基因的表达[82]。此外,补充富含花青素的石榴籽汁也可下调血浆瘦素基因表达[83]。
陈世伟等[84]研究发现,随着大豆异黄酮剂量的提高,大鼠血清瘦素基因丰度逐渐降低,血清瘦素水平则上升,即血清瘦素基因随大豆异黄酮的增加,翻译率在提高,且饲粮中添加450 mg/kg大豆异黄酮时,能明显降低大鼠体质量及肾周脂肪组织瘦素基因的表达、提高血清瘦素的含量,表明大豆异黄酮可能具有改善瘦素抵抗的作用。有研究探讨了大豆异黄酮对肥胖大鼠的干预机制,发现高剂量组(450 mg/kg)大鼠下丘脑中ob-Rb的表达水平显著高于其他组,且ob-Rb的表达随着大豆异黄酮剂量的增加(50,150,450 mg/kg)呈现升高的趋势,推测其对机体下丘脑内瘦素水平的影响存在剂量依赖性[85]。
4.6 激素对瘦素及其受体基因表达的影响
陈辉等[86]研究了褪黑素对育成鸡在性成熟过程中ob-R基因表达的影响,结果表明,下丘脑ob-R基因的表达量随鸡的年龄增加呈递减趋势。此外,用重组猪生长激素处理生长猪28 d后,可显著下调生长猪脂肪组织中瘦素基因的表达,提示重组猪生长激素长期处理可减少脂肪组织瘦素的分泌[87]。给大鼠注射生长激素后 1,2周,血清瘦素水平也出现明显的下降,且随着时间的延长,下降幅度增加,差异具有统计学意义[88]。新生大鼠脂肪细胞瘦素基因表达和瘦素分泌受胰岛素的调控[89],胰岛素对瘦素合成、分泌的影响似乎在转录后的2个步骤中受到调节：一是通过动员瘦素库预存的瘦素；二是通过刺激瘦素合成。胰岛素是白色脂肪组织合成和释放瘦素的激素调节器,可提高血清瘦素基因的表达[90]。张楠楠等[91]研究表明,随着瘦素注射量的增加,蛋鸡肝脏ob-R基因的表达量呈下降趋势；试验中,400 μg/(kg·d)注射水平对蛋鸡的影响较为明显,但外源性瘦素对肝脏、腹脂中ob-R基因表达的影响并不显著,推测瘦素有可能不通过调控ob-R基因表达来影响脂肪沉积。
5 总结
综上所述,营养因子对瘦素及其受体基因的表达具有调节作用,进而对机体的代谢过程和生长发育产生影响。但多数研究是以大鼠为试验动物, 以家畜为试验动物的研究相对较少,且研究多集中在营养因子对基因表达水平的影响,有关这些调控过程的分子机理还不是很清楚。今后还应加大其在畜牧领域的研究,运用组学相关技术,以基因调控的相关蛋白、细胞内代谢物的特点等方面为切入点,进一步弄清营养因子对基因表达调控的机理,从而拓宽我们在分子水平上对动物机体代谢调控的途径。以营养与基因的互作关系为指导,通过合理配制动物日粮来调节基因的表达,最终达到调控动物生产的目的,使动物营养的精准化、个体化成为可能。
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