荷斯坦奶牛DPP6和PRKN基因的生物信息学及表达规律分析

【目的】旨在探究前期GWAS筛选出的与荷斯坦奶牛产奶相关的二肽基肽酶样6(Dipeptidyl Peptidase⁃like 6,DPP6)和E3泛素连接酶基因(Parkin gene,PRKN)的生物学性质及表达特性,为后续验证DPP6和PRKN基因对于荷斯坦奶牛相关调控机制研究提供基础。【方法】利用ProtParam、Phyre2、NetPhos 3.1等软件分析DPP6和PRKN的理化性质与蛋白结构,并采用实时荧光定量PCR(Real⁃Time quantitative PCR,RT⁃qPCR)检测DPP6和PRKN基因在荷斯坦奶牛的心脏、脾脏、肝脏、肺脏、肾脏、乳腺、子宫、卵巢、瘤胃、黄体10个组织中的表达规律;通过脂多糖(Lipopolysaccharide,LPS)诱导乳腺上皮细胞(bMECs),初步检测DPP6和PRKN基因在炎症反应中的表达模式。【结果】DPP6蛋白编码863个氨基酸,与山羊的亲缘关系最近;PRKN蛋白编码488个氨基酸,其中甘氨酸含量最多,其序列与马鹿的相似性最高,保守型较强。本研究推测2个物种的DPP6和PRKN蛋白可能具有相似的生物学功能,并且2个蛋白均属于不稳定亲水性蛋白。DPP6和PRKN基因在组织中普遍表达。其中,DPP6基因在乳腺、肺脏、脾脏以及肾脏组织中的表达量显著高于其他组织,而PRKN基因在乳腺、肾脏、瘤胃组织中显著高表达。此外,相比于空白对照组,DPP6与PRKN基因均能够在LPS诱导的bMECs中极显著表达(DPP6基因极显著下调,PRKN基因极显著上调)。【结论】DPP6与PRKN基因可能在调控荷斯坦奶牛乳房炎症过程中发挥潜在作用,为后期荷斯坦奶牛DPP6与PRKN两个基因在奶牛bMECs炎症反应相关调控机制研究提供理论依据。

PCYOX1L基因调控LPS诱导的牛子宫内膜上皮细胞的功能研究

【目的】探究异戊二烯基半胱氨酸氧化酶-1样蛋白(prenylcysteine oxidase 1 like protein,PCYOX1L)对脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)诱导的牛子宫内膜上皮细胞(bovine endometrial epithelial cells,BEECs)的炎症、增殖和凋亡的调控作用,以期明确PCYOX1L基因对奶牛子宫内膜炎发生的调控机制。【方法】利用LPS刺激BEECs构建体外炎症模型,设计合成PCYOX1L基因的小干扰RNA(si-PCYOX1L)和过表达质粒载体(pcDNA3.1-PCYOX1L),采用Lipofectamine 3000转染试剂将si-PCYOX1L和pcDNA3.1-PCYOX1L转染至BEECs,通过实时荧光定量PCR检测干扰和过表达PCYOX1L基因对细胞炎症、增殖和凋亡标志基因mRNA表达水平的影响,利用ELISA方法检测白细胞介素-1(IL-1)的蛋白表达水平。利用试剂盒检测BEECs中活性氧(ROS)含量,并采用EdU、CCK-8和流式细胞术检测细胞活力、增殖及周期。利用线粒体膜电位试剂盒检测细胞线粒体损伤,并通过流式细胞术检测细胞凋亡情况。【结果】试验成功构建pcDNA3.1-PCYOX1L过表达载体,并筛选出si-PCYOX1L-385的干扰效果最佳。与对照组相比,干扰PCYOX1L基因后,炎症标志基因(IL-1β、IL-6、IL-8)mRNA表达量极显著下调(P<0.01),IL-1蛋白含量显著降低(P<0.05),细胞内ROS水平极显著降低(P<0.01);增殖标志基因(CDK2、CDK4、PCNA、CCND2)mRNA表达量极显著或显著上调(P<0.01;P<0.05),细胞活力上升,促进细胞从S期向G2期的转变;促凋亡基因Bax表达水平显著降低(P<0.05),抑凋亡基因BCL2表达水平上升,极显著降低了BEECs凋亡率(P<0.01)。过表达PCYOX1L基因后结果与干扰PCYOX1L基因后结果相反。【结论】PCYOX1L基因促进了BEECs炎症的发生,抑制细胞增殖,并促进细胞凋亡。本研究结果为进一步探究PCYOX1L基因调控奶牛子宫内膜炎发生的分子机制提供基础数据。

腺苷酸活化蛋白激酶在奶牛疾病中的作用研究进展

随着奶牛养殖规模化、集约化程度的不断提高,奶牛养殖过程中乳腺炎、酮病和脂肪肝等疾病的发病率也逐年增加。腺苷酸活化蛋白激酶(AMP-activated protein kinase,AMPK)作为一种能量感受器可以反映细胞能量状态。AMPK在葡萄糖、脂质和蛋白质代谢以及线粒体生物发生和自噬等过程中发挥重要调控作用。AMPK被认为是多种疾病潜在的干预或治疗靶点,在奶牛代谢性疾病中的研究也较为广泛。综述了AMPK在奶牛乳腺炎、酮病、脂肪肝中的调控作用研究进展,以期为这些疾病的靶向治疗提供参考。