亮氨酸调控猪肝脏mTORC1/SIRT4信号通路对谷氨酰胺合成的影响

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• 论文作者：姚卫磊 ; 李鲁鲁 ; 包正喜 ; 张萍 ; 黄飞若
• 年：2016
• 作者机构：华中农业大学动物科技动物医学学院;
• 论文关键词：猪肝脏 ; 亮氨酸 ; 谷氨酰胺合成 ; 谷氨酸脱氢酶活性 ; mTORC1/SIRT4
• 会议召开时间：2016-10-21
• 会议录名称：中国畜牧兽医学会动物营养学分会第十二次动物营养学术研讨会论文集
• 语种：中文
• 分类号：S828.5
• 学会代码：ZGXJ
• 会议名称：中国畜牧兽医学会动物营养学分会第十二次动物营养学术研讨会
• 会议地点：中国湖北武汉
• 主办单位：中国畜牧兽医学会动物营养学分会
• 学会名称：中国畜牧兽医学会
• 页数：1
• 文件大小：59k
• 原文格式：O
• 会议级别：全国

摘要

氨是哺乳动物体内氮营养素周转代谢的产物,可以在肝脏生成尿素(尿氮)排出体外,也可生成谷氨酰胺等被进一步利用。课题组前期研究结果表明,亮氨酸在肝脏的代谢率仅为4%~13%。本试验旨在探究亮氨酸对猪肝脏氨代谢的调控作用,运用肝门静脉灌注、同位素标记、高效液相色谱-质谱、定量PCR等技术手段阐明亮氨酸对不同氨源在肝脏尿素和谷氨酰胺循环中的调控作用及机理,完善亮氨酸调控猪肝脏氮营养素代谢的基础理论,为养猪生产中提高氮营养素的利用率、减少氮排放提供理论基础和实践指导。选择体重为(20±1)kg的杜×长×大去势健康公猪12头,随机分为2组,每组6个重复,安装门静脉-肝静脉血管插管,并分别灌注~(15)N-NH_4Cl溶液和亮氨酸+~(15)N-NH_4Cl溶液、灌注~(15)N-丙氨酸溶液和亮氨酸+~(15)N-丙氨酸溶液,采集不同时间段(0 min、20 min、40 min、60 min、80 min)的肝静脉血液以及肝脏组织,基于气相色谱-质谱联用(GCMS)的代谢组学分析了血液中的氨基酸变化,数字基因表达谱分析了肝脏组织基因表达,并检测了相关代谢酶活性,以及肝静脉尿素氮和葡萄糖水平;分离与培养原代猪肝细胞,分别用Lipofectamine 2000(150 pmol/well)进行转染干涉SITR4的表达和添加雷帕霉素(20 ng/mL)抑制mTORC1。结果表明:在氯化铵和丙氨酸作为氮源条件下,添加亮氨酸显著抑制了尿素生成和促进了谷氨酸与谷氨酰胺的生成(P<0.05),显著促进了谷氨酸脱氢酶的活性和抑制了SIRT4基因的表达(P<0.01),激活了mTORC1信号通路(P<0.05)。在干涉SIRT4表达的猪肝细胞中,尽管亮氨酸激活了mTORC1,但没有影响谷氨酸脱氢酶活性;有趣的是,在用雷帕霉素培养的肝细胞中,亮氨酸没有影响谷氨酸脱氢酶活性和SITR4基因表达(P>0.05)。结论:亮氨酸在猪的肝脏通过调控mTORC1/SIRT4途径提高谷氨酸脱氢酶活性和促进不同氮源的谷氨酰胺合成,从而促进更多的氨逃逸尿素循环,进入谷氨酰胺循环,最终抑制了尿素的生成和提高了谷氨酰胺的合成。

引文