SARA和E.coli对荷斯坦奶牛肝脏炎症反应和SCD基因表达的影响及其表观遗传调控机制

发布时间：2023-11-18 11:32

　　实际生产中,高产奶牛常被饲喂高精料比例日粮以维持其产奶所需的能量供应,然而长期高精料日粮饲喂会诱导奶牛亚急性瘤胃酸中毒(SARA)的发生。同样,外源大肠杆菌感染诱发的乳房炎在实际生产中也会造成奶牛的系统性炎症反应。LPS是引起这些反应的主要致炎因子,主要诱导肝脏的急性期反应。然而伴随肝脏的炎症反应,脂代谢关键酶SCD1的下调也是重要的脂代谢紊乱信号。本文以饲喂高精料日粮诱发SARA的荷斯坦奶牛及外源乳腺接种Ecoli的奶牛模型进行试验,揭示了肝脏中引起的炎症反应及单不饱和脂肪酸合成限速酶SCD1下调的表观遗传调控机制,并以牛肝细胞为模型在体外验证了丁酸钠抑制LPS刺激细胞后产生的负面影响。1.短期高谷物日粮对荷斯坦奶牛和泽西奶牛的系统性肝脏炎症和代谢的影响长期高精料日粮饲喂通常会导致系统性炎症反应,例如急性期蛋白和其它生物标志物的改变,而这些改变通常发生在血浆和具免疫功能的组织器官中,如肝脏。然而,对于急性饲喂高谷物日粮所产生的系统性机体反应的研究还不清楚。因此,本试验采用六头荷斯坦奶牛和六头泽西奶牛作为试验对象,采取2×2拉丁方设计。试验周期为10天,分为四个阶段,阶段一(S1)为第...

【文章页数】：182 页

【学位级别】：博士

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摘要
ABSTRACT
缩略词表
前言
第一篇 文献综述
    第一章 SARA的诱发机制及其并发症和预防措施
        1 SARA的诱发机制
            1.1 导致瘤胃pH降低的原因
        2. SARA状态下的炎症反应及继发症
            2.1 SARA引起的系统性炎症反应
            2.2 SARA引起的继发症种类
        3.SARA的临床诊断和预防
        参考文献
    第二章 SARA所产生的LPS引起天然免疫反应及对脂代谢基因表达的影响
        1 瘤胃微生物及细菌免疫原
            1.1 LPS一般结构
            1.2 LPS的生物活性
            1.3 LPS主要诱导的炎症信号通路
        2.硬脂酰辅酶A去饱和酶的结构及生物学活性
            2.1 SCD1对脂肪酸生成和氧化的调节
            2.2 SCD1与胰岛素/Akt信号通路相关
            2.3 SCD1与炎症
        3 SARA状态下的表观遗传修饰机制
            3.1 基因的转录调控机制
            3.2 表观遗传修饰与基因表达
            3.3 内源LPS引起的基因的表观遗传修饰
        参考文献
第二篇 试验研究
    第三章 短期饲喂高谷物日粮对荷斯坦奶牛和泽西奶牛的系统性肝脏炎症和代谢反应的影响
        1 材料与方法
            1.1 主要仪器与试剂
            1.2 试验动物和试验设计
            1.4 血浆生化指标检测
            1.5 RNA提取与定量
            1.6 蛋白提取和定量
            1.7 统计
        2 结果与分析
            2.1 血液生化与肝脏甘油三酯
            2.2 肝脏基因表达情况
            2.3 mTOR信号通路蛋白表达
        3 讨论
            3.1 血浆中炎症的生物标志物影响
            3.2 与炎症反应和代谢有关的基因表达
            3.3 mTOR信号通路
        4 小结
        参考文献
    第四章 长期高精料日粮饲喂诱导的荷斯坦奶牛SARA对肝脏内SCD1的表达及脂肪酸组分的影响
        1 材料与方法
            1.1 主要仪器与试剂
            1.2 试验动物和试验设计
            1.3 样品收集
            1.4 LPS及生化指标检测
            1.5 气相色谱分析脂肪酸含量
            1.6 RNA提取,cDNA合成和实时荧光PCR
            1.7 蛋白免疫印迹实验
            1.8 数据统计
        2 结果与分析
            2.1 瘤胃pH,血浆和瘤胃LPS浓度及乳成分分析
            2.2 瘤胃液中的VFA含量和血浆中生化指标
            2.3 瘤胃液和肝静脉血浆中的长链脂肪酸含量
            2.4 参与肝脏脂质代谢的基因表达
            2.5 SCD1蛋白在肝脏中的表达
        3 讨论
        4 小结
        参考文献
    第五章 E.coli诱导的奶牛乳房炎对肝脏及乳腺中SCD1基因表达的影响及其机制
        1 材料与方法
            1.1 主要仪器与试剂
            1.2 试验动物和实验设计
            1.3 染色质收缩状态测定
            1.4 实时荧光定量PCR
            1.5 报告基因构建
            1.6 转录因子的表达构建
            1.7 细胞培养,转染和报告基因活性的测定
            1.8 5'-cDNA末端快速扩增(5'-RACE)实验
            1.9 启动子上转录因子结合位点分析
            1.10 统计
        2 结果
            2.1 大肠杆菌乳房炎对肝脏和乳腺中SCD1的表达影响
            2.2 SCD1启动子的定位以及转录因子结合位点的推测
            2.3 急性乳房炎对肝脏中SCD1启动子的染色质结构的影响
            2.4 大肠杆菌感染对乳腺和肝脏中SREBP1a和C/EBP因子的基因表达
            2.5 SREBP1a和C/EBPs转录因子对SCD1启动子活性的作用
            2.6 C/EBP结合位点对SCD1启动子活性的影响
            2.7 C/EBPα与C/EBPβ对SCD1启动子活性的影响机制
            2.8 SREBP1a和C/EBPα对SCD1启动子活性的共同作用结果
        3 讨论
            3.1 C/EBP-α和-β在乳腺细胞和肝细胞中对SCD1启动子活性的影响
            3.2 C/EBPβ对SCD1启动子活性的间接影响机制
        4 小结
        参考文献
    第六章 长期饲喂高精料日粮引起的荷斯坦奶牛肝脏中SCD1基因表达下调的表观遗传调控机制
        1 材料与方法
            1.1 主要仪器和试剂
            1.2 试验动物和试验设计
            1.3 瘤胃pH和肝脏中甘油三酯含量检测
            1.4 脂肪酸检测
            1.5 RNA提取,cDNA合成和实时荧光PCR
            1.6 染色质重塑实验
            1.7 SCD1启动子DNA甲基化实验
            1.8 蛋白免疫印迹实验
            1.9 染色质免疫共沉淀分析
            1.10 统计分析
        2 结果与分析
            2.1 瘤胃pH值分析
            2.2 肝脏甘油三酯含量及血浆中Δ9长链脂肪酸含量的变化
            2.3 SARA状态下脂代谢和炎症反应相关基因表达
            2.4 SARA状态下对SCD1启动子的染色质重塑的影响
            2.5 SCD1启动子特定位点的DNA甲基化分析
            2.6 诱导SARA对肝脏中SREBP1c在SCD1启动子上结合的影响
        3 讨论
            3.1 SCD1在反刍动物肝脏脂质代谢中的作用
            3.2 SREBP1的表达丰度及其在SCD1启动子区域的结合率
            3.3 诱导SARA对奶牛肝脏脂肪酸分解代谢的影响
        4 小结
        参考文献
    第七章 丁酸钠对LPS诱导的奶牛肝细胞炎症反应及脂代谢酶表达的调节作用
        1 材料与方法
            1.1 主要仪器和试剂
            1.2 细胞培养
            1.3 试验设计
            1.4 细胞活力检测
            1.5 流式细胞检测细胞凋亡
            1.6 ELISA检测细胞因子
            1.7 RNA提取和实时荧光PCR
            1.8 细胞免疫荧光分析
            1.9 蛋白免疫印迹实验
            1.10 统计
        2 结果与分析
            2.1 不同剂量的LPS和SB处理对牛肝细胞活力的影响
            2.2 丁酸钠对LPS刺激牛肝细胞产生细胞因子的影响
            2.3 0.5mM/L的SB和4μg/mL的LPS对肝细胞凋亡的作用
            2.4 丁酸钠对肝细胞经LPS处理后的炎症和脂代谢基因表达影响
            2.5 丁酸钠预处理对NF-κB信号通路活化的影响
            2.6 丁酸钠预处理对LPS刺激的肝细胞中组蛋白H3乙酰化的影响
            2.7 丁酸钠预处理对牛肝细胞中与脂肪酸代谢有关的蛋白表达的调节作用
        3 讨论
        4 小结
        参考文献
全文总结
本论文创新点
攻读学位期间发表的学术论文
致谢



本文编号：3865202