IGF-1和PPARγ在不同豬種皮下脂肪中的差異表達(dá)研究

陶 璇，顧以韌，梁 艷，楊雪梅，鐘志君，楊躍奎，陳曉暉，曾 凱，呂學(xué)斌

（四川省畜牧科學(xué)研究院，動物遺傳育種四川省重點實驗室，四川 成都 610066）

脂肪組織不僅是動物機(jī)體能量儲存的一種形式，還參與調(diào)節(jié)包括食欲和能量消耗等多個機(jī)體功能，且對繁殖、炎癥和免疫反應(yīng)等多個復(fù)雜的生理過程也有重要調(diào)控作用[1]。研究豬的脂肪代謝不僅有利于改善其胴體和肉質(zhì)性能，還有助于推動人類肥胖和代謝性疾病的研究。

研究證實，胰島素樣生長因子1（IGF-1）是與動物生長、發(fā)育等密切相關(guān)的主要內(nèi)分泌激素之一[2]，它能刺激多種細(xì)胞的增殖和分化，包括前脂肪細(xì)胞[3]，促使體脂的合成，而且前脂肪細(xì)胞和脂肪細(xì)胞都能分泌IGF-1。通過對脂肪形成的調(diào)節(jié)作用，IGF-1被認(rèn)為是對脂肪組織起調(diào)節(jié)作用的主要因子之一[4]。過氧化物酶體增殖物激活受體γ（PPARγ）也是脂肪生成的重要調(diào)節(jié)因子，它可增強(qiáng)脂滴聚集，促進(jìn)脂肪細(xì)胞分化、增殖和成熟脂肪的形成，對維持動物體內(nèi)脂類代謝內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定具有重要作用[5-7]。

鑒于此，本試驗以外種豬大約克夏豬和四川省地方豬種丫杈豬、內(nèi)江豬、成華豬、青峪豬、雅南豬、藏豬為研究對象，采用熒光定量PCR技術(shù)檢測IGF-1和PPARγ在不同豬種背部皮下脂肪中的表達(dá)差異情況，研究其與胴體及肉質(zhì)相關(guān)性狀的相關(guān)性，為進(jìn)一步探明不同豬種脂肪沉積能力及肉質(zhì)差異形成的分子機(jī)制、改善豬胴體和肉質(zhì)性能提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗于2015年4—10月在四川省畜牧科學(xué)研究院種豬科研基地進(jìn)行。7個豬種包括引進(jìn)豬種大約克夏豬和6個四川省地方豬種（丫杈豬、內(nèi)江豬、青峪豬、雅南豬、成華豬、藏豬），每個豬種隨機(jī)選取3頭健康斷奶仔豬（30日齡），共計21頭，同一時間開始組建群體，相同品種同欄飼養(yǎng)，采用相同營養(yǎng)水平和飼喂方式，達(dá)到6月齡進(jìn)行屠宰，屠宰前停食24 h，自由飲水。屠宰后迅速采集倒數(shù)3～4肋骨間對應(yīng)處的背部皮下脂肪組織和背最長肌。

1.2 表型指標(biāo)測定

體脂率和3點平均背膘厚參照“《豬胴體性狀測定技術(shù)規(guī)范》（NY/T 825—2004）”的方法測定并計算，肌內(nèi)脂肪含量采用瑞士步琪（BUCHI）全自動快速抽提儀，參照國家標(biāo)準(zhǔn)“《肉與肉制品游離脂肪含量測定》（GB/T 9695.1—2008）”要求進(jìn)行測定，單不飽和脂肪酸、多不飽和脂肪酸含量按“《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中脂肪酸的測定》（GB 5009.168—2016）”的方法測定。

1.3 總RNA提取和QRT-PCR

脂肪組織的RNA按照miRNeasy Mini Kit（Qiagen,China）的操作說明書提取，QRT-PCR采用miS－cript II RT Kit（Qiagen,China）根據(jù)操作說明將RNA轉(zhuǎn)錄成cDNA，采用miScript SYBR?Green PCR Kit（Qiagen,China）在 CFX96 Real-Time PCR Detection System（Bio-Rad,USA）儀器上進(jìn)行熒光定量檢測，每個反應(yīng)體系20 μL。ACTB和TOP2B作為mRNA定量的內(nèi)參基因，引物信息見表1。所有目的mRNA定量結(jié)果均通過熔解曲線分析驗證PCR產(chǎn)物的特異性，確保產(chǎn)物無引物二聚體，每個樣本重復(fù)3次，每次檢測含3個陰性對照。采用2-ΔΔCt法計算目的mRNA的相對表達(dá)量。

表1 引物信息

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

運用GeNorm軟件計算看家基因的歸一化因子NF（Normalization factor）值，以目的基因的拷貝數(shù)與對應(yīng)樣本的NF值的比值表示基因的相對表達(dá)量。采用SigmaPlot 12.5軟件對性狀指標(biāo)和基因相對表達(dá)量進(jìn)行統(tǒng)計分析（ANOVA），結(jié)果以“平均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差”表示，并分析胴體及肉質(zhì)性狀和基因相對表達(dá)量間的相關(guān)性。

2 結(jié)果與分析

2.1 胴體及肉質(zhì)性狀測定

由表2可知，在7個豬種中，大約克夏豬體脂率最低，極顯著低于其它6個地方豬種（P＜0.01），地方豬種之間差異不顯著（P＞0.05），丫杈豬最低，內(nèi)江豬最高；大約克夏豬平均背膘厚最小，雅南豬其次，內(nèi)江豬最大，大約克夏豬平均背膘厚顯著或極顯著小于青峪豬（P＜0.05）、內(nèi)江豬和藏豬（P＜0.01），6個地方豬種中，雅南豬平均背膘厚顯著小于內(nèi)江豬、青峪豬和藏豬（P＜0.05）；大約克夏豬肌內(nèi)脂肪含量最低，極顯著低于除青峪豬和成華豬之外的地方豬種（P＜0.01），6個地方豬種中內(nèi)江豬肌內(nèi)脂肪含量最高，青峪豬最低；單不飽和脂肪酸含量丫杈豬最高，青峪豬其次，大約克夏豬最低，顯著或極顯著低于除雅南豬之外的其余5個地方豬種（P＜0.05或P＜0.01），6個地方豬種中，丫杈豬、青峪豬極顯著高于雅南豬（P＜0.01）；多不飽和脂肪酸含量大約克夏豬極顯著高于地方豬種（P＜0.01），6個地方豬種間差異不顯著（P＞0.05）。

表2 不同豬種相關(guān)胴體及肉質(zhì)性狀測定結(jié)果

2.2 IGF-1、PPARγ表達(dá)量

由表3可知，大約克夏豬IGF-1相對表達(dá)量顯著高于藏豬（P＜0.05），極顯著高于其余地方豬種（P＜0.01），地方豬種中藏豬IGF-1相對表達(dá)量顯著高于丫杈豬、內(nèi)江豬、青峪豬（P＜0.05），內(nèi)江豬最低；大約克夏豬PPARγ相對表達(dá)量極顯著高于青峪豬、藏豬（P＜0.01），顯著高于雅南豬（P＜0.05），與其余地方豬種差異不顯著（P＞0.05），地方豬種中成華豬最高，青峪豬最低，成華豬、丫杈豬顯著高于青峪豬和藏豬（P＜0.05）。

表3 不同豬種背部皮下脂肪IGF-1、PPARγ相對表達(dá)量

2.3 IGF-1、PPARγ表達(dá)量與胴體、肉質(zhì)性狀的相關(guān)性

采用SigmaPlot 12.5分析了2種mRNA表達(dá)量與胴體、肉質(zhì)相關(guān)性狀的相關(guān)性。由表4可知，IGF-1與體脂率和單不飽和脂肪酸含量呈極顯著負(fù)相關(guān)（P＜0.01），與平均背膘厚呈負(fù)相關(guān)（P＞0.05），與多不飽和脂肪酸含量呈極顯著正相關(guān)（P＜0.01），與肌內(nèi)脂肪含量呈負(fù)相關(guān)（P＞0.05）；PPARγ與多不飽和脂肪酸含量呈極顯著正相關(guān)（P＜0.01），與平均背膘厚呈負(fù)相關(guān)（P＞0.05），與體脂率和肌內(nèi)脂肪含量呈顯著負(fù)相關(guān)（P＜0.05），與單不飽和脂肪酸含量呈負(fù)相關(guān)（P＞0.05）。

表4 IGF-1、PPARγ表達(dá)量與胴體、肉質(zhì)性狀的相關(guān)性分析

3 討論

脂肪組織不僅是動物機(jī)體能量儲存的一種形式，還參與調(diào)節(jié)包括食欲和能量消耗等多個機(jī)體功能，且對繁殖、炎癥和免疫反應(yīng)等多個復(fù)雜的生理過程也有重要調(diào)控作用[8-9]。在豬上，脂肪還是影響豬經(jīng)濟(jì)價值和肉質(zhì)風(fēng)味的重要因素[10-11]。因此，研究豬的脂肪代謝不但有利于改善胴體和肉質(zhì)性能，還有助于推動人類肥胖和代謝性疾病的研究。研究發(fā)現(xiàn)，多不飽和脂肪酸含量高則豬肉品質(zhì)變差，在貯存、加工過程中易氧化酸敗，單不飽和脂肪酸含量高則肉品質(zhì)較好。本研究中6個地方豬種屬脂肪型豬種，脂肪沉積多，單不飽和脂肪酸含量除雅南豬外均顯著或極顯著高于大約克夏豬，多不飽和脂肪酸含量極顯著低于大約克夏豬，這與Wood等[11]研究發(fā)現(xiàn)背膘厚度與皮下脂肪中多不飽和脂肪酸含量呈反比的結(jié)果一致。說明地方豬種肉質(zhì)優(yōu)良，口感風(fēng)味俱佳，是培育優(yōu)質(zhì)風(fēng)味豬的優(yōu)良素材。

IGF-1和PPARγ是脂肪生成的重要調(diào)節(jié)因子，具有促進(jìn)脂肪細(xì)胞增殖、分化和體脂沉積的作用[3]。周杰等[12]研究發(fā)現(xiàn)，6月齡大白豬公豬皮下脂肪中IGF-1表達(dá)量顯著低于我國地方豬種二花臉公豬。盤道興等[13]發(fā)現(xiàn)，6月齡大白豬皮下脂肪中PPARγ表達(dá)量顯著低于我國地方豬種江口蘿卜豬、從江香豬。本研究中，6月齡大約克夏豬IGF-1表達(dá)量極顯著高于地方豬種青峪豬、雅南豬、丫杈豬、成華豬、內(nèi)江豬，顯著高于藏豬，PPARγ相對表達(dá)量極顯著高于青峪豬、藏豬，顯著高于雅南豬，與丫杈豬、成華豬、內(nèi)江豬差異不顯著，這與周杰等[12]和盤道興等[13]的研究結(jié)果有較大差異，其原因尚不明確。

本研究相關(guān)分析結(jié)果表明，IGF-1、PPARγ與體脂率呈極顯著和顯著負(fù)相關(guān)，與多不飽和脂肪酸含量呈極顯著正相關(guān)，這與IGF-1、PPARγ促進(jìn)脂肪細(xì)胞增殖、分化和體脂沉積的作用不相符；此外IGF-1與單不飽和脂肪酸含量呈極顯著負(fù)相關(guān)，PPARγ與肌內(nèi)脂肪含量呈顯著負(fù)相關(guān)，與盤道興等研究發(fā)現(xiàn)同一品種豬PPARγ基因表達(dá)量與肌內(nèi)脂肪含量呈正相關(guān)的結(jié)果也相反[13]，產(chǎn)生這些差異的具體原因還不清楚。