Anti-Aging Genes Improve Appetite Regulation and Reverse Cell Senescence and Apoptosis in Global Populations

Appetite regulation by nutritional intervention is required early in life that involves the anti-aging gene Sirtuin 1 (Sirt 1) with Sirt 1 maintenance of other cellular anti-aging genes involved in cell circadian rhythm, senescence and apoptosis. Interests in anti-aging therapy with appetite regulation improve an individual’s survival to metabolic disease induced by gene-environment interactions by maintenance of the anti-aging genes connected to the metabolism of bacterial lipopolysaccharides, drugs and xenobiotics. Interventions to the aging process involve early calorie restriction with appetite regulation connected to appropriate genetic mechanisms that involve mitochondrial biogenesis and DNA repair in neurons. In the aging process as the anti-aging genes are suppressed as a result of transcriptional dysregulation chronic disease accelerations and connected to insulin resistance, non-alcoholic fatty liver disease (NAFLD) and neurodegenerative diseases such as Parkinson’s disease and Alzheimer’s disease. Interests in the gene-environment interaction indicate that the anti-aging gene Sirt 1that regulates food intake has been repressed early in the aging process in various global populations. The connections between Sirt 1 and other anti-aging genes such as Klotho, p66Shc (longevity protein) and Forkhead box proteins (FOXO1/ FOXO3a) have been associated with programmed cell death and alterations in these anti-aging genesregulate glucose, lipid and amyloid beta metabolism that are important to various chronic diseases.

低氧胁迫和恢复对长吻鮠脑组织低氧应答基因、生理生化指标和食欲的影响

为了解长吻鮠脑组织应对低氧胁迫的调控机制,实验运用酶活性测定、H.E染色、qRT-PCR和TUNEL检测等方法,分析比较了低氧胁迫[(0.8±0.1)mg/L]0、2、4、6 h(标示为H0、H2、H4和H6)和恢复[(7.3±0.5)mg/L]2、4、6 h(标示为R2、R4和R6)下长吻鮠脑组织低氧应答基因、生理生化指标和食欲基因的变化。结果显示,在低氧胁迫和恢复下,长吻鮠脑组织氧传感蛋白相关基因(HIFs、PHDs和Vhl)表达量整体呈现出先上升后下降趋势;呼吸代谢酶(HK、PK和LDH)活性在H0时显著升高,SDH和MDH活性在H6时显著降低,恢复溶解氧后,代谢模式由无氧呼吸逐渐转变为有氧呼吸;抗氧化酶(GSH-Px、CAT和SOD)和应激指标(MDA和LPO)在低氧2 h后逐渐升高,恢复溶解氧后氧化应激现象仍然存在。观察脑组织形态发现,在低氧胁迫下长吻鮠脑组织出现了神经细胞肿胀、空泡等受损现象,恢复溶解氧6 h后脑组织受损并未得到有效改善。随着低氧时间延长,脑组织细胞凋亡程度不断增加,凋亡相关基因(Bax、Caspase-3和p53)表达量显著升高,而Bcl-2基因表达量降低,恢复溶解氧后较对照组仍有显著差异。另外,在低氧胁迫0 h和2 h时,长吻鮠摄食率分别下降54%和98%,检测到低氧胁迫能显著抑制促食基因(NPY)和诱导抑食基因(PYY、CCK和NUCB2)表达。研究表明,低氧胁迫和恢复对长吻鮠脑组织氧传感蛋白、呼吸代谢、氧化应激、结构形态、细胞凋亡以及食欲等指标均具有显著影响。本研究结果为阐明低氧胁迫和恢复下长吻鮠脑组织分子调控机制提供一定的理论依据,对今后开展该鱼集约化健康养殖和耐低氧新品种选育工作具有指导意义。

饲粮中添加牛磺酸对慢性热应激肉鸡血清内分泌激素水平、下丘脑形态及食欲相关基因表达的影响

试验旨在探索慢性热应激条件下,日粮中添加牛磺酸对肉鸡血清内分泌激素水平、下丘脑形态及采食相关基因表达的影响。选取144羽平均体重为(1.10±0.02)kg的4周龄健康爱拔益加(AA)肉鸡,随机分为3个处理,每个处理组6个重复,每个重复8只鸡。对照组(normal control,NC,饲养温度22℃)和热应激组(heat stress,HS,饲养温度32℃)均饲喂基础配合日粮;热应激+牛磺酸处理组(heat stress+taurine,HT,饲养温度32℃)在基础日粮中添加0.5%的牛磺酸,试验期2周。结果表明:日粮中添加牛磺酸降低了肉鸡血清中瘦素水平,增加了三碘甲状腺原氨酸(T3)水平。对热应激导致的促食欲基因刺鼠相关蛋白(AgRP)下调无显著缓解作用,但其下调了阿黑皮素原(POMC)和瘦素受体(LEPR)的mRNA表达水平,从而减弱热应激下饱感激素分泌导致的食欲下降。研究结果为牛磺酸作为动物营养调控添加剂提供一定的理论依据。

维生素A对SD大鼠脑组织MC4R、POMC基因表达的影响

目的:探讨维生素A对SD大鼠食欲和黑皮素4受体(MC4R)、阿片黑素促皮质激素原(POMC)基因表达的影响,初步探讨维生素A影响大鼠食欲的机制。方法:将雄性SD大鼠随机分为A组(维生素A缺乏组)和B组(对照组)。喂养74 d,实验的第75天A组随机取出16只,分为A1组(维生素A缺乏组)和A2组(维生素A皮下补充组);B组随机取出8只,为B1组(对照组)。实验第79天,将这3组大鼠全部处死,取血和组织进行相关指标测定。A组剩余的动物按体重随机分为A3组(维生素A缺乏组)和A4组(维生素A食物补充组)。B组剩余的8只动物为B2组(对照组)。30 d后将其全部处死,取组织进行相关指标测定。结果:维生素A缺乏组进食量显著低于正常对照组,给予缺乏组大鼠维生素A皮下和食物补充后,大鼠进食量显著增多。维生素A缺乏组MC4R和POMC的mRNA表达升高,补充维生素A后大鼠POMC mRNA的表达水平明显降低。结论:维生素A影响大鼠食欲的可能机制是改变了下丘脑有关控制食欲的基因表达。

大口黑鲈北方亚种和佛罗里达亚种NPY基因的DNA和cDNA克隆及序列分析

神经肽Y(Neuropeptide Y,NPY)在机体的摄食活动中发挥重要作用,是哺乳动物最重要的一种内源性促食欲因子。为了解大口黑鲈(Micropterus salmoide)NPY基因的结构及进一步研究该基因在大口黑鲈中的功能作用,采用RT-PCR和RACE技术,克隆了大口黑鲈北方亚种(M.salmoides salmoides)和佛罗里达亚种(M.salmoides floridanus)NPY基因c DNA序列,结果表明两亚种NPY c DNA均包括一个编码99个氨基酸的ORF框和长度为52 bp的5'非编码区(5'-UTR);采用PCR和基因组步移技术获得了长度分别为3 561 bp和3 565 bp的大口黑鲈北方亚种和佛罗里达亚种NPY基因DNA序列。序列分析结果表明,大口黑鲈北方亚种和佛罗里达亚种NPY基因由4个外显子和3个内含子组成。经MATINSPECTOR软件预测,在北方亚种和佛罗里达亚种启动子序列分布有TATA框、CAAT框、CCAAT-Box、GATA-Box等基本转录调控元件。实验在大口黑鲈两亚种NPY DNA序列间发现了6个单个位点碱基差异,与大口黑鲈北方亚种相比佛罗里达亚种启动子区域出现一个4个碱基的插入。不同物种间NPY基因的序列同源性分析表明大口黑鲈与鳜鱼和石斑鱼的NPY基因核苷酸同源性最高,达90%和88%,氨基酸同源性分别为93%和95%。

维生素A对SD大鼠食欲及下丘脑神经肽Y基因表达的影响

目的探讨维生素A对SD大鼠食欲和下丘脑神经肽Y基因表达的影响,初步探讨维生素A影响大鼠食欲的机制。方法将雄性SD大鼠随机分为2组:A组(维生素A缺乏组)和B组(对照组)。喂养74d,A组随机取出16只,分为2组:A1组(维生素A缺乏组)和A2组(维生素A皮下补充组);B组随机取出8只,为B1组(对照组)。实验79d,将这3组大鼠全部处死,取血和组织进行相关指标测定。A组剩余的动物按体重随机分为2组:A3组(维生素A缺乏组)和A4组(维生素A食物补充组)。B组剩余的8只动物为B2组(对照组)。30d后将其全部处死,取血和组织进行相关指标测定。结果维生素A缺乏组进食量显著低于正常对照组,给予缺乏组大鼠维生素A皮下和食物补充后,大鼠进食量显著增多。维生素A缺乏组下丘脑神经肽YmRNA表现为低表达,皮下补充维生素A后大鼠下丘脑神经肽YmRNA的表达水平明显升高。结论维生素A影响大鼠食欲的可能机制是改变了下丘脑有关控制食欲的基因表达。

异齿裂腹鱼CCK基因的cDNA克隆及其摄食功能

旨在研究异齿裂腹鱼(Schizothorax o’connori)缩胆囊素(cholecystokinin,CCK)基因的摄食功能。本研究克隆得到了异齿裂腹鱼CCK基因的cDNA全长,通过生物信息学分析发现其属于CCK-1亚型。异齿裂腹鱼CCK的cDNA全长为773 bp,其中开放阅读框(ORF)为372 bp,可以编码123个氨基酸。异齿裂腹鱼CCK由1个信号肽和1个典型的CCK-8肽保守结构域组成,为亲水性蛋白,但没有跨膜结构。运用实时荧光定量PCR(Real-time PCR)检测异齿裂腹鱼CCK基因在组织中的分布情况,以及餐前餐后和禁食复喂对其表达量的影响。结果表明,异齿裂腹鱼CCK在各组织中均有表达,其中在脑中表达量最高,在肠道、心脏、肝、脾、肾、皮肤、鳃、眼和鳔中表达量相对较高,在肌肉中表达量最低。餐后CCK基因的表达量显著升高,禁食使异齿裂腹鱼CCK基因的表达量显著下降,而复喂使CCK基因的表达量显著上升,表明CCK基因既是异齿裂腹鱼的餐后饱感信号因子,又是长期调控摄食因子。本研究为异齿裂腹鱼的人工饲养和品种保护等提供了理论依据。

异齿裂腹鱼Leptin和CART基因表达组织分布和摄食功能研究

本研究通过分析Leptin和CART基因在异齿裂腹鱼中的组织分布和摄食功能,为研究异齿裂腹鱼摄食调控机制提供理论依据。选取60尾体重相近体况健康的异齿裂腹鱼,随机分为2个试验处理,分别为摄食试验组和禁食复喂试验组。分别取异齿裂腹鱼脑、肝脏、心脏、肌肉、眼、肾脏、肠道、鳃、皮肤、鳔和脾脏,利用Realtime-PCR法检测Leptin和CART基因在异齿裂腹鱼不同组织中的表达水平以及摄食、禁食复喂对两种基因表达水平的影响。结果表明,异齿裂腹鱼Leptin和CART基因广泛的分布于各个组织中,其中Leptin基因在肝脏组织中表达量显著高于其他组织,CART基因在肠道和脑组织中表达量显著高于其他组织。摄食后1 h和3 h,Leptin的表达量显著高于摄食前试验组(P<0.05),CART的表达量极显著低于摄食前试验组(P<0.01);禁食第1 d、3 d和5 d时,Leptin和CART基因的表达量极显著低于对照组(P<0.01);而复喂后,Leptin基因的表达量没有显著性变化(P>0.05),CART基因的表达量极显著(P<0.01)上升。结果表明,Leptin是异齿裂腹鱼的摄食后饱感信号因子,而CART基因不是,但Leptin和CART基因均参与异齿裂腹鱼的调控摄食。

热处理对下丘脑食欲调控和腺苷酸活化蛋白激酶信号通路相关基因表达的影响

本试验旨在探讨热处理对下丘脑食欲调控和腺苷酸活化蛋白激酶(AMPK)信号通路相关基因表达的影响。试验采用6孔板进行肉鸡下丘脑神经元细胞体外培养,建立下丘脑神经元体外培养模型。将体外培养的神经元细胞分为对照组和热处理组(每组6个重复,每个重复对应1个孔),于培养箱(37℃、5%CO2)中培养。培养至第5天时进行热处理,热处理组培养温度为43℃,对照组培养温度为37℃,热处理1.5 h后收集神经元细胞,利用实时荧光定量PCR(RT-qPCR)技术检测下丘脑神经元细胞中食欲调控和AMPK信号通路相关基因的mRNA相对表达量。结果显示:与对照组相比,1)热处理显著上调下丘脑促食欲基因刺鼠色蛋白相关蛋白(AgRP)和厌食欲基因阿黑皮素原(POMC)mRNA相对表达量(P<0.05);2)热处理显著下调下丘脑AMPK信号通路相关基因AMPKα2和脂肪酸合成酶(FAS)mRNA相对表达量(P<0.05);3)热处理显著上调下丘脑AMPK信号通路上游因子丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶1(AKT1)mRNA相对表达量(P<0.05)。综上可知,热处理能够显著上调下丘脑促食欲基因AgRP和厌食欲基因POMC的表达,并能够显著下调下丘脑AMPK信号通路中AMPKα2和FAS基因的表达,显著上调AKT1基因的表达。