肉鸡脂质代谢相关机制探索课件

胰岛素抵抗专题

—读书报告报告人：韩春艳导师：李垚教授

2016年9月

目录胰岛素抵抗概述胰岛素抵抗产生分子机制132脂肪细胞因子与胰岛素抵抗4

IR实验动物模型的建立1胰岛素抵抗概述肝脏肌肉脂肪胰岛素典型的效应器官肝脏肌肉脂肪优于其它靶组织首先发生胰岛素抵抗最重要的靶组织对胰岛素抵抗的发生发展起重要作用主要表现肥胖凝血功能异常动脉粥样硬化高胰岛素血症血清甘油三酯升高和/或高密度脂蛋白胆固醇降低空腹血糖调节受损和/或糖耐量降低高尿酸血症如何缓解胰岛素抵抗、提高胰岛素的敏感性己成为防治2型糖尿病、肥胖、高血糖症等疾病的重要课题。糖原合成激酶-3β（GSK-3β）激活细胞外信号调节激酶活性降低磷脂酰肌醇-3-羟激酶（PI3K）/蛋白激酶B（PKB）胰岛素信号通路受阻葡萄糖运载体4（GLUT4）易位异常胰岛素抵抗的发生PI3K/PKB胰岛素信号通路IR功能α亚基与胰岛素结合β亚基的构型酪氨酸蛋白激酶改变激活自我磷酸化胰岛素受体底物磷酸化传递信号IRIRSPI3KPKBGSK3IRS结构胰岛素受体底物(insulinreceptorsubstrate，IRS)是指能够被激活的胰岛素受体酪氨酸激酶作用的底物，其上具有十几个酪氨酸残基，可被磷酸化。PI3K/PKB通路关键基因—IRSIRIRSPI3KPKBGSK3对传入的信号进行整合、放大IRS功能活化的IRS作为“停泊蛋白”发挥作用，与数种含有SH2结构域的适配蛋白聚合，如PI3K，使得这些适配蛋白被活化。IRIRSPI3KPKBGSK3胰岛素受体底物1（IRS-1）Shc胰岛素受体底物2（IRS-2）IRS分类通过cDNA克隆筛选到的编码SH结构域的基因的蛋白产物主要对肌肉组织的葡萄糖代谢产生影响广泛表达于胰岛素的敏感组织中，如肌肉、脂肪、肝脏、胰岛等PI3K结构PI3K/PKB通路关键基因—PI3KIRIRSPI3KPKBGSK3磷脂酰肌醇-3-激酶（Phosphatidylinositol3-kinase，PI3K）是一种胞内磷脂酰肌醇激酶，包含1个p110催化亚基和1个p85调节亚基。P110P85催化亚基调节亚基PI3K/PKB通路关键基因—PKB

PKB，也称作Akt，是一种丝氨酸和苏氨酸蛋白激酶，位于PI3K的下游，作为PI3K/PKB胰岛素信号通路中的一个关键信号蛋白，参与调节葡萄糖的转运和糖原的合成。IRIRSPI3KPKBGSK3PKB概念。

PI3K/PKB通路关键基因—PKBPKB功能PKBGSK3GLUT易位促进葡萄糖转运促进糖原合成脂肪酸氧化和肝细胞糖异生血管内皮细胞舒张抑制调控GSK-3功能(p-)

Ser9(p+)

Tyr216(p-)PKBGSK3抑制糖原合成IR/IRSSer9(p+)

Tyr216(p-)阻断胰岛素信号向下传递3脂肪细胞因子与胰岛素抵抗1脂联素

瘦素肿瘤坏死因子245分泌过多或不足，就会产生胰岛素抵抗常见脂肪细胞因子游离脂肪酸3抵抗素

游离脂肪酸（Freefattyacid，FFA）是细胞膜脂质结构和前列腺素合成的供体，为脂肪代谢的中间产物，是机体主要供给能量的来源。3.1游离脂肪酸（FFA）FFA导致IR的机制0102FFA能加速肝脏糖异生1963年Randle等提出“葡萄糖-脂肪酸循环”学说，脂肪氧化的增加可以抑制葡萄糖的氧化；葡萄糖氧化的增加也可以抑制脂肪酸的氧化，两者之间存在着代谢竞争增加肝脏葡萄糖的释出，导致肝脏IR0304FFA受体的作用FFA骨骼肌內氧化障碍中、长链游离脂肪酸（LCFA）的受体GPR40可能参与了FFAs对胰岛β细胞脂毒性作用，致使高胰岛素血症和IR，目前此观点仍存在争议

骨骼肌内FFA氧化障碍使IRS-1和Akt的活性降低和脂类沉积.FFA抑制葡萄糖氧化下丘脑的代谢调节中枢瘦素抑制食欲、减少能量摄取促进能量消耗、抑制脂肪合成、促进脂肪分解提高血清游离脂肪酸含量高血糖、肥胖高胰岛素血症和胰岛素抵抗的发生瘦素导致IR的机制抵抗素（Resistin）主要由白色脂肪组织分泌的一种富含半胱氨酸的多肽类激素，因具有抵抗胰岛素的作用而被命名，与胰岛素抵抗呈正相关性。3.3抵抗素（Resistin）抑制胰岛素信号转导1使FFA水平增高2Clickheretoaddyourtitle抵抗素导致IR的机制抑制InR及IRS-1分子中酪氨酸残基磷酸化，使PI3K和PKB的激活减少，从而引起脂肪细胞的IR过度表达抵抗素的动物体内TG含量升高，HLD水平下调，FFA水平增高，引发IR3.4肿瘤坏死因子-α（TNF-α）

肿瘤坏死因子-α（TNF-α）由单核巨噬细胞产生的一种跨膜蛋白，TNF-α作为一种典型的前炎症细胞因子，在胰岛素抵抗个体中高表达。

TNF-α诱发和加重IR的机制123直接作用于胰岛素信号转导系统使GLUT4的表达减少，从而抑制胰岛素刺激的葡萄糖转运增强IRS-1和IRS-2的丝氨酸磷酸化，引发胰岛素受体酪氨酸自身磷酸化的减少及受体酪氨酸激酶活力的降低，引发胰岛素抵抗刺激脂肪分解提高FFA水平，FFA水平增高是引起IR的重要代谢因素

脂联素（Adiponectin）是成熟脂肪组织特异性分泌的蛋白质，具有与瘦素相似的抗糖尿病特性，主要表达于脂肪组织。在机体内作为一种胰岛素增敏激素发挥作用，是与胰岛素抵抗呈负相关性的脂肪细胞因子。

3.5脂联素（Adiponectin）脂联素抑制IR的机制1脂联素能激活AMPK通路，促进肝脏脂肪酸的氧化和骨骼肌葡萄糖的摄取，从而抑制胰岛素抵抗2通过增加FFA氧化，降低TG储存，使肌肉对胰岛素敏感性上升3脂联素还可通过降低FFA转运子在细胞膜上的聚集，减少脂质堆积，改善骨骼肌细胞胰岛素敏感性4IR实验动物模型的建立

遗传型（自发型）转基因型Yourtext高糖、高脂饮食诱发型、饮食加药物诱发型、药物诱发型*IR动物模型分类

诱导型

（实验型）4.1高脂饮食诱发型4.2高糖饮食诱发型4.3高糖高脂饮食诱发型

4.4饮食加药物诱发型4.5药物诱发型

槲皮素对链脲佐菌素诱导的高血糖肉鸡的作用及机制学生：韩春艳导师：李垚教授目录研究背景、目的及意义技术路线13试验方案2预期效果45试验进程

槲皮素（Quercetin）是一种植源性黄酮类化合物。黄酮类化合物可以改善血液循环，具有降低血糖、血脂和胆固醇的作用。具有调节畜禽脂质代谢的生物学作用，多种黄酮类化合物都能通过调节畜禽体内脂肪沉积，改善胴体品质。

1.1研究背景1.研究背景、目的及意义大规模集约化养殖高能量饲料添加剂的使用畜禽体脂含量增加肉品质及加工性能明显下降皮下、腹部脂肪大量沉积肉色浅淡、风味缺乏、pH下降过快、肉嫩度和保水性较差过量脂肪不仅降低了感官品质，同时降低了营养价值，不符合现代营养、安全、低脂肉食品消费的发展趋势。前期试验表明，黄酮类化合物具有降血脂、调节畜禽脂质代谢等生物学作用；降低血清总胆固醇、甘油三酯水平以及肝组织中总胆固醇含量，并增加高密度脂蛋白含量，并且畜禽肉品质得到良好改善；提示黄酮类物质对畜禽体内的脂肪沉积有一定影响，从而改善肉鸡肉品质。

链脲佐菌素（STZ）葡萄糖转运蛋白GLUT2破坏胰岛β细胞糖脂代谢紊乱诱发高血糖STZ对机体组织毒性相对较小，动物存活率高，是目国内外使用较多的建立高血糖动物模型的最佳药物。1.2研究目的及意义

为了解肉鸡脂质代谢和肉品质与血糖关系，我们通过建立高血糖肉鸡模型，以探讨血糖控制对血脂变化的影响；并在饲粮中添加不同水平槲皮素进行治疗，通过检测肌肉、脂肪和肝脏组织中脂质代谢相关基因的表达，来研究槲皮素能否或是如何通过降低血糖来影响脂质代谢，从而改善肉品质的。2.技术路线

肉鸡饲养空腹血糖（FPG）生长性能指标肝组织化学染色检测不同剂量STZ正式试验柠檬酸缓冲液预试验采血空腹胰岛素(FINS)计算胰岛素抵抗指数STZ+3水平槲皮素组空白对照组STZ组屠宰性能指标血液生化指标肉品质分子指标3水平槲皮素组判断合适的STZ注射剂量2.技术路线生长性能指标屠宰性能指标肉品质血液生化指标分子指标日增重、采食量、料重比活重、屠宰率、半净堂率、全净堂率、胸肌率、腿肌率、腹脂率、腿脂率

肉色、滴水损失、pH值（pH45min和pH24h）剪切力、肌肉粗脂肪含量FPG、FINS、IRI；TC、TG、LDL-C、HDL-C、FFA；MDA、FFA；Scr；脂肪细胞因子脂联素、瘦素和TNF-α含量肌肉/脂肪InsR、IRS-1、PI3K、PKB、PKC、AMPK、GLUT2、GKmRNA及蛋白表达量；肝脏InsR、IRS-2、PI3K、PKB、GLUT2、GK、GS、GSK-3βmRNA及蛋白表达量；3.试验方案3.1预试验3.1.1试验设计

选取1日龄健康、体重相近的AA肉仔鸡120只，适应一周后，随机分为正常对照组（n=30只）和造模Ⅰ、Ⅱ、

Ⅲ组（n=30只），造模组设3个链脲佐菌素（STZ）剂量，分别为40、50、60mg/kg，每个剂量组30只肉鸡。表3-1预试验设计

造模组肉鸡禁食不禁水12h后，将STZ溶于0.1mol/L无菌柠檬酸缓冲液（pH=4.5）中，冰浴条件下配制成2%STZ溶液，立即经腹部皮下快速注射（30min内完成），正常对照组注射柠檬酸缓冲液。注射完成72h、1W、2W、3W、4W、5W、6W，每周每组随机选取6只肉鸡翅静脉采血，检测空腹血糖（FPG）、空腹胰岛素（FINS）含量，计算胰岛素抵抗指数（insulinresistanceindex，HOMA-IR），公式为HOMA-IR=（FPG×FINS）/22.5，来判断高血糖模型是否成功。观察血糖与用量的关系，确定合适注射剂量。3.1.2试验方法3.2正式试验3.2.1试验设计

选取1日龄健康、体重相近的AA肉仔鸡（公）520只，适应一周后（7日龄前自由采食和饮水），随机分为8组，空白对照组、3水平槲皮素组和链脲佐菌素（STZ）组、STZ+3水平槲皮素组，每组6个重复，每个重复10只鸡，每组5只备用，试验期6周，试验设计见表3-2。表3-2正式试验设计3.2.2试验方法

空白组饲喂基础日粮，槲皮素Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ组分别在基础日粮基础上添加0.02%、0.04%、0.06%槲皮素；所有STZ组肉鸡在第7天适应期结束后禁食不禁水12h，立即经腹部皮下快速注射合适剂量的STZ；注射完成后72h以及每周每组随机选取6只肉鸡翅静脉采血，检测空腹血糖（FPG）、空腹胰岛素（FINS）含量，计算胰岛素抵抗指数（insulinresistanceindex，HOMA-IR），公式为HOMA-IR=（FPG×FINS）/22.5，来监测血糖水平。注射一周后开始饲喂不同剂量的槲皮素。表3-3

基础日粮组成及营养成分注：每kg饲粮中含：维生素A1500IU；维生素D3200IU；维生素E10IU；维生素K0.5mg；维生素B120.01mg；生物素0.15mg；叶酸0.55mg；尼克酸30mg；泛酸10mg；吡哆醇3.5mg；核黄素3.6mg；硫胺素1.8mg；铜8mg；碘0.35mg；铁80mg；锰60mg；硒0.15mg；锌40mg。3.2.3试验日粮

3.2.4测定指标及方法

(1)生长性能指标检测：试验开始后每天记录采食量，每周进行一次称重记录，计算平均日增重、平均日采食量以及料重比。

(2)屠宰性能指标：正试试验开始第1天和试验结束时，每个重复取2只鸡进行称重后屠宰，宰前停饲12h，分别计算屠宰率、半净膛率、全净膛率、胸肌率、腿肌率、腹脂率、腿脂率。(3)血液生化指标：试验开始第1天和试验结束时，每组每个重复取2只鸡屠宰后取血样10mL，分离血清后，用全自动生化分析仪测定各项血液生化指标。(4)肉品质：宰前停饲12h，每组每个重复取2只鸡。

肉色：屠宰2h内0~4℃保存24h后测定胸肌、腿肌肉色。

滴水损失：屠宰分割后取胸肌、腿肌于４℃冰箱保存48ｈ