猪糖皮质激素受体研究进展培训课件

1、猪糖皮质激素受体研究进展猪糖皮质激素受体研究进展太湖猪（二花脸、梅山猪）品种特点体型小、生长慢性成熟早、产仔率高脂肪型、瘦肉率低肉质鲜美、IMF含量高性情温顺，母性好猪糖皮质激素受体研究进展2太湖猪（二花脸、梅山猪）品种特点体型小、生长慢猪糖皮质激素受比利时皮特兰猪品种特性 体型较大、生长速度快 瘦肉率高 猪应激综合征 PSE肉猪糖皮质激素受体研究进展3比利时皮特兰猪品种特性 体型较大、生长速度快猪糖皮质激素受体猪的个性（翻背试验）猪糖皮质激素受体研究进展4猪的个性（翻背试验）猪糖皮质激素受体研究进展4Breed3-days10-days17-daysErhualian3.360.22Aa1.

2、980.19Ab1.760.24AbPietrain8.000.40Ba5.580.51Bb4.210.40BcPie X EHL6.171.85Ca5.260.23Bb3.660.25BcDifferent superscript letters indicate significant differences. Lower case annotates age difference (p0.05), capital case annotates breed difference (p0.001). More than 20 piglets from at least 5 litters w

3、ere used in the test.皮特兰猪: 高抵抗、应激敏感 二花脸猪: 低抵抗、应激耐受翻背试验“Backtest”评分猪糖皮质激素受体研究进展5Breed3-days10-days17-daysErhuaLi et al. / Livestock Science 113 (2008) 169177 二花脸猪表现较强的行为可塑性：上车后第15分钟试图逃脱，表现较多的异常行为，但15分钟后即安静下来，大多数时间蹲坐或躺卧。 皮特兰猪表现显著的刻板行为：从上车到2小时运输结束，表现很高频率和很长时间的恐惧相关的肌肉紧张，呆板站立。 皮特兰猪行为刻板，适应性差，而二花脸猪行为模式可塑性强

4、，适应性强。2小时运输过程中的行为表现猪糖皮质激素受体研究进展6Li et al. / Livestock Science 血液激素和生化指标二花脸组织损伤少，但皮质醇水平是皮特兰猪的2倍。EHL: dashed line; PIE: real lineCK: creatine kinase; LDH: lactate dehydrogenase 猪糖皮质激素受体研究进展7血液激素和生化指标EHL: dashed line; PIE肉质指标和肌肉能量代谢二花脸猪运输后的肉质比皮特兰猪好，肌肉能量储存较高Li et al. / Meat Science 81 (2009) 218223猪糖皮质激

5、素受体研究进展8肉质指标和肌肉能量代谢Li et al. / Meat ScEHLPIE二花脸猪肝脏糖异生能力显著高于皮特兰 在饥饿和应激状态下更容易维持血糖稳态 清除血液中乳酸的能力强，有效防止酸中毒 二花脸猪肝脏糖异生三个关键酶都显著上调 丙酮酸羧化酶（PC）线粒体磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶（PEPCK-m）果糖-1,6-二磷酸酶（FBPase）猪糖皮质激素受体研究进展9EHLPIE二花脸猪肝脏糖异生能力显著高于皮特兰 在饥饿和应MR GR 11-HSD1 11-HSD2海马 - 下丘脑 - 垂体 - 肾上腺（HHPA）轴海马：GR/MR 11-HSD1/2下丘脑：CRH垂体：ACTH肾上腺：

6、皮质醇（酮）猪糖皮质激素受体研究进展10MR GR 11-HSD1 11-HSD2海马 - 下丘 糖皮质激素受体 性状整合调控的候选基因海马：应激敏感性肝脏：糖异生肌肉：能量代谢和肉质脂肪：脂肪沉积GR基因的调控！猪糖皮质激素受体研究进展11 糖皮质激素受体 性状整合调控的候选基因海马：应激敏感性糖皮质激素受体经典作用途径猪糖皮质激素受体研究进展12糖皮质激素受体经典作用途径猪糖皮质激素受体研究进展12GR 信号途径经典核受体途径（GRE or nGRE）其他转录因子协同途径（不依赖GRE）染色质重塑协同因子膜受体途径 猪糖皮质激素受体研究进展13GR 信号途径猪糖皮质激素受体研究进展13老基

7、因，新热点 国际医学和表遗传学研究靶点 糖皮质激素受体基因 人类和实验动物 最受关注的药物靶点 启动子SNP与复杂性状相关 环境和营养的程序化调控 表观遗传机制调控转录 猪（cDNA，2006） 与抗逆、肉质性状有关 受母体营养程序化调控 品种间存在显著差异 表观遗传机制？ 猪糖皮质激素受体研究进展14老基因，新热点 国际医学和表遗传学研究靶点 糖皮质激人类 GR 基因启动子结构 猪糖皮质激素受体研究进展15人类 GR 基因启动子结构 猪糖皮质激素受体研究进展15大鼠GR 基因启动子结构 (1) Weaver, et al., Nat Neurosci 7: 847-54 (2004)(2)

8、Lillycrop, et al., J. Nutr. 135: 1382-1386 (2005)Rats: DNA methylation and H3K9 acetylation in GR exon 17 promoter are modified by maternal care (1) and maternal protein restriction (2).猪糖皮质激素受体研究进展16大鼠GR 基因启动子结构 (1) Weaver, et al有其母（养母）必有其女：大鼠“好妈妈”、“坏妈妈”，新生仔鼠代养，分为四组；无论什么遗传背景，好妈妈哺育的雌性后代也成为好妈妈；伴随海马GR

9、基因表达的改变；伴随GR表遗传修饰的变化；这种后天获得的表型可以遗传。猪糖皮质激素受体研究进展17有其母（养母）必有其女：猪糖皮质激素受体研究进展17母鼠妊娠期蛋白限饲改变仔鼠肝脏GR启动子甲基化 J. Nutr. 135: 13821386, 2005.猪糖皮质激素受体研究进展18母鼠妊娠期蛋白限饲改变仔鼠肝脏J. Nutr. 135: 1猪 GR 基因启动子克隆和测序 猪糖皮质激素受体研究进展19猪 GR 基因启动子克隆和测序 猪糖皮质激素受体研究进展19猪糖皮质激素受体研究进展培训课件GR mRNA 5 变体表达具有组织特异性 ExonTissue distribution1-4LV=L

10、DADHP1-5LV=LDAD=HP1-6LVLD=ADHP1-7LV=LD=ADHP1-8LV=LD=ADHP1-9/10LVLD=AD=HP1-11LV=AD=HPLD 猪GR第1外显子呈组织特异性表达，表明不同组织采用的启动子有所不同。猪糖皮质激素受体研究进展21GR mRNA 5 变体表达具有组织特异性 ExonTiGR mRNA 5 变体表达具有品种特异性LiverAdrenal cortexLWEHL猪糖皮质激素受体研究进展22GR mRNA 5 变体表达具有品种特异性LiverAdrGR启动子全长甲基化水平总体不存在品种差异大白猪二花脸猪 猪GR启动子甲基化水平普遍较低； 151

11、7个CpG位点存在组织差异，主要分布于exon1-4之前，1-4,1-5之间，以及1-9,10和1-11之间； 肌肉甲基化程度显著高于肝脏及海马。Color Key0 0.2 0.4 0.6 0.8 1猪糖皮质激素受体研究进展23GR启动子全长甲基化水平总体不存在品种差异大白猪二花脸猪 猪某些CpG 位点存在品种差异，并与TF有关 肝脏存在品种差异的位点有2个。涉及的转录因子：GR，sp1，C/EBP,STAT5/6。 背最长肌存在品种差异的位点有6个。涉及的转录因子：sp1, ATF2（组蛋白转移酶）, CREB, MyoD， FOXM1，GR，ZAC-1，sp1, SMAD3/4, CTC

12、F（抑制启动子转录活性）。猪糖皮质激素受体研究进展24某些CpG 位点存在品种差异，并与TF有关 肝脏存在品种差异转录因子表达和与启动子结合存在品种差异WBChIP猪糖皮质激素受体研究进展25转录因子表达和与启动子结合存在品种差异WBChIP猪糖皮质激GR启动子组蛋白乙酰化和甲基化p=0.15*0.000.200.400.600.801.001.201.401.60LDPSLVH3K9me values relative to total histone H3大白(n=5)二花脸(n=5)p=0.41*p=0.100.000.501.001.502.002.50LDPSLVH3K4me3 va

13、lues relative to total histone H3大白(n=5)二花脸(n=5)H3K27me3H3AcH3K4me3H3K9me猪糖皮质激素受体研究进展26GR启动子组蛋白乙酰化和甲基化p=0.15*0.000.2猪GR基因3UTR的克隆以及靶向GR的microRNA的筛选 克隆了GR基因3UTR，筛选了10个靶向GR的microRNA，有待功能验证。猪糖皮质激素受体研究进展27猪GR基因3UTR的克隆以及靶向GR的microRNA的筛母猪妊娠期和哺乳期饲喂高低蛋白日粮 HPLPHPLPWeaningFatteningGestation & lactation Sow35 d

14、8 mon= low protein (6%、7%)组织采样FinisherBirth= high protein (12%、14%)Growth & meat qualityMyofiber propertiesGene expressionEpigenetic regulationWeaner猪糖皮质激素受体研究进展28母猪妊娠期和哺乳期饲喂高低蛋白日粮 HPLPHPLPWea母体日粮蛋白改变断奶仔猪肌肉 GR mRNA 变体的表达猪糖皮质激素受体研究进展29母体日粮蛋白改变断奶仔猪肌肉 猪糖皮质激素受体研究进展29Sequenom MassARRAY DNA 甲基化分析猪糖皮质激素受体研

15、究进展30Sequenom MassARRAY DNA 甲基化分析猪肝脏GR Exon 1-4 甲基化 1 2 3 4GAGCGCCAGGGGCAGGGCAGGGTGGAGCTGCGGCAGCCTCCGCCCCCGTCTGCAGCT 5 6 GGCAAGCGCTGTCACCTGTGGGGGCGCAAAAGTTCCCTCCCCAAACCCTAAAGCCACA 7 8 9CAGCACAACCTTTCCCCGAGTCACAAAAATCGTAATATGTGCGGCCCAAGGTAGGAGGC 10 11 12 13 14 15TCGGTCCCAAACGTTCCCAAGCCCTCTGGACGCGGCGG

16、GCCGGGGAAGGGGGCTGGG 16 17 18 19 20GAGGGGGCCTCCCGCGCGGACACCCCTCACCGCACGCCCCTCTCTTTGGGGAAGGGCC 21 22 23 24 25ACGTGTTTCCTTCGAGCCGAGGAGGAGGCGCCTAACGGGCACAGCTGGAAGGAGTTTAATGC猪糖皮质激素受体研究进展31肝脏GR Exon 1-4 甲基化 1 肌肉GR Exon 1-4 甲基化 1 2 3 4GAGCGCCAGGGGCAGGGCAGGGTGGAGCTGCGGCAGCCTCCGCCCCCGTCTGCAGCT 5 6 GGCAAGCGCT

17、GTCACCTGTGGGGGCGCAAAAGTTCCCTCCCCAAACCCTAAAGCCACA 7 8 9CAGCACAACCTTTCCCCGAGTCACAAAAATCGTAATATGTGCGGCCCAAGGTAGGAGGC 10 11 12 13 14 15TCGGTCCCAAACGTTCCCAAGCCCTCTGGACGCGGCGGGCCGGGGAAGGGGGCTGGG 16 17 18 19 20GAGGGGGCCTCCCGCGCGGACACCCCTCACCGCACGCCCCTCTCTTTGGGGAAGGGCC 21 22 23 24 25ACGTGTTTCCTTCGAGCCGAGGAGGAGGCGCCTAACGGGCACAGCTGGAAGGAGTTTAATGC猪糖皮质激素受体研究进展32肌肉GR Exon 1-4 甲基化 1 启示和问题 胚胎和新生期营养和应激会改变各组织 GR基因的表遗传修饰，从而调控GR表达， 改变生产性能（应激敏感性、肉质等）。 关键窗口期的营养和内分泌干扰会产生长期的、甚至可遗 传的影响（新的调控或育种方案？） 如何通过人工靶向调控GR表达改善猪的生长性能？ 中国地方猪的营养和品种保护方