纈氨酸缺乏對小鼠攝食行為和采食量的影響及機制研究.pdf

1、斷奶仔豬階段，以玉米-豆粕型為基礎(chǔ)的日糧中，Val是繼Lys、Met、Thr、Trp后又一限制性氨基酸。研究還發(fā)現(xiàn)，Val缺乏能造成更為顯著的采食量和體重下降，但Val缺乏引起采食量下降的機制目前還不清楚。因此，研究Val缺乏對動物采食量的調(diào)控機制有著重要意義。
　　采食量按照調(diào)控部位分為外周調(diào)控和中樞調(diào)控。外周調(diào)控中胃腸激素是調(diào)控動物采食量的主要方式。最新的研究表明，肝臟分泌的FGF21也參與到營養(yǎng)物質(zhì)的攝入調(diào)控。中樞系統(tǒng)中下丘

2、腦是重要的調(diào)控部位，一方面，下丘腦通過調(diào)節(jié)食欲肽(NPY/Agrp)和厭食欲肽(POMC/CART)的表達調(diào)控采食量。另外，下丘腦mTOR、AMPK信號通路也發(fā)揮著重要作用。中樞前梨狀皮層還能感應(yīng)必需氨基酸缺乏，激活GCN2通路抑制采食。本試驗通過行為學分析、檢測外周和中樞食欲相關(guān)基因、蛋白表達和信號通路活性，以及血液中氨基酸變化，闡明Val缺乏對動物采食量的調(diào)控機制。主要內(nèi)容及結(jié)果如下:
　　1.日糧新奇性測試:為了排除日糧類型

3、的影響，選擇12只體重相近的雄性昆明小鼠，飼喂普通日糧5天后，隨機分配到Val缺乏組和對照組中，記錄第6、7天采食量。試驗結(jié)果顯示，與對照組和更換日糧前的采食量相比，Val缺乏組小鼠的采食量極顯著降低(P＜0.01)。第6天分段累計采食量表明，在第1小時Val缺乏組采食量顯著低于對照組(P＜0.05)，表明小鼠能夠快速感應(yīng)和拒絕Val缺乏的日糧。
　　2.Val缺乏對短期采食量和攝食行為的影響:將16只野生和14只FGF21雜合雄

4、性小鼠隨機分配到對照組和Val缺乏組中，禁食24小時后，觀察小鼠的攝食行為，并分段記錄各階段采食量。結(jié)果顯示進食Val缺乏的野生小鼠第2小時采食量顯著低于對照組(P＜0.05)，F(xiàn)GF21雜合小鼠則延長到第12小時。無論是野生型小鼠，還是FGF21雜合小鼠，Val缺乏對禁食后第一次攝食行為影響均不顯著。餐模式結(jié)果表明，Val缺乏顯著降低了(P＜0.05)每餐采食量、每餐采食量以及全天和夜間每餐進食時間。Val缺乏顯著降低(P＜0.05)

5、全天和夜間攝食時間和進食間隔。與野生型小鼠相比，F(xiàn)GF21雜合小鼠顯著降低了(P＜0.05)全天進食次數(shù)，但FGF21雜合小鼠顯著增加了(P＜0.05)平均每餐攝食時間。
　　3.Val缺乏對小鼠長期采食量的影響:攝食行為試驗結(jié)束后，接著飼喂4周，記錄每天采食量變化，每兩天稱一次體重。試驗結(jié)果表明，Val缺乏顯著降低了小鼠（P＜0.05）每周以及全期平均日采食量、體重和屠宰性能。
　　4.對比試驗:選擇8只體重相近的雄性野生

6、昆明小鼠，前10天飼喂Val缺乏日糧，后10天飼喂對照日糧。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在進食Val缺乏階段顯著降低小鼠的采食量(P＜0.05)，并逐漸降低體重。當進食對照日糧后，小鼠的采食量和體重分別在第1天和第2天恢復到正常水平。
　　5.Val缺乏對小鼠外周胃腸激素及肝臟FGF21表達的影響:盡管Val缺乏對小腸GLP-1、PYY、Ghrelin mRNA水平無顯著差異，但Val缺乏顯著增加了(P＜0.05)小腸中CCK mRNA水平。相反的

7、是，Val缺乏極顯著地降低胃中l(wèi)eptin mRNA水平（P＜0.01）。無論是野生小鼠還是FGF21雜合小鼠，Val缺乏組都顯著增加了（P＜0.05）肝臟FGF21、ATF4的mRNA表達水平、p-eIFα水平以及血液中FGF21濃度。重要的是，肝臟FGF21表達水平與采食量之間有一定的線性(R2=0.515，P=0.0003)和二次回歸關(guān)系(R2=0.60，P=0.0003)，并且血液中FGF21與采食量之間存在負相關(guān)(R=-0.5

8、02,P=0.0047)。
　　6.Val缺乏對血液中氨基酸模式的影響:無論是野生小鼠還是FGF21雜合小鼠中，Val缺乏顯著降低了(P＜0.05)小鼠血液中游離Val、Met濃度，極顯著提高了(P＜0.01)His濃度。血液中Val濃度與采食量有良好的線性(R2=0.79，P＜0.0001)和二次回歸關(guān)系（R2=0.794，P＜0.0001）。相似的是血液中Val濃度與肝臟中FGF21mRNA表達水平也有一定的線性（R2=0.5

9、6，P＜0.0001）和二次回歸關(guān)系(R2=0.615，P=0.0002)。血液Val濃度還與血液中FGF21濃度呈極顯著的負相關(guān)（R=-0.47，P=0.008）。另外，血液中His濃度與采食量同樣具有一定的線性關(guān)系(R2=0.58，P＜0.0001)。
　　7.Val缺乏對中樞食欲肽NPY和信號通路活性的影響:Val缺乏對下丘腦NPY陽性細胞率無顯著影響(P＞0.05)，相似的是Val缺乏對下丘腦弓狀核中p-mTOR陽性細胞數(shù)