Fat-1基因在n-3多不饱和脂肪酸功能研究中的应用

n-3多不饱和脂肪酸是机体脂肪酸成分之一,维持体内合理的n-3多不饱和脂肪酸比例具有重要的生理意义。但n-3多不饱和脂肪酸在大多数动物体内不能合成,只能从食物中补充。fat-1基因的出现改变了这一现状,它可以将多不饱和脂肪酸从n-6形式转化为n-3形式。文章综述了n-3多不饱和脂肪酸的功能,并介绍了fat-1基因的功能及转fat-1基因动物在n-3多不饱和脂肪酸功能研究上的应用。     

n-3多不饱和脂肪酸改善糖脂代谢的研究进展

糖脂代谢的稳态调控是维持机体基本生命活动的基础,糖脂代谢的紊乱与糖尿病、肥胖、脂肪肝、心血管疾病及细胞异常增殖的发生和发展密切相关。富含生物活性n-3多不饱和脂肪酸的鱼油具有调控糖脂代谢紊乱的功能,然而其作用是复杂多方面的,目前对其靶点和分子作用机制的理解尚不全面。本文结合近年来国内外的最新研究进展,综述了n-3多不饱和脂肪酸对生物体糖代谢和脂代谢的影响。     

n-6/n-3多不饱和脂肪酸比例对机体生理功能的调节

多不饱和脂肪酸(Polyunsaturated fatty acids,PUFA),尤其是n-6和n-3 PUFAs,不仅是人体必需营养素,在调节和预防人类疾病方面同时发挥着重要作用。n-6和n-3 PUFAs在哺乳动物细胞内不能相互转换,且是动植物细胞膜的重要组成成分,具有不同的生理功能。细胞膜多不饱和脂肪酸组成比例很大程度上由膳食决定,因此平衡膳食中n-6/n-3 PUFAs具有重要意义。本文总结了n-6和n-3 PUFAs的代谢途径和作用机制,结合临床试验,阐述了平衡n-6/n-3 PUFA的重要性。     

fat-1转基因动物研究进展

转染秀丽隐杆线虫fat-1基因后的哺乳动物具备了将n-6多不饱和脂肪酸(PUFAs)转化为n-3 PUFAs的能力,可降低动物机体的n-6/n-3 PUFAs比例.n-3 PUFAs有益于人类健康,可减少多种相关疾病发生的风险,但人体内不能合成n-3 PUFAs,其必须依赖于富含n-3 PUFAs的食品,fat-1转基因动物将成为人类必需的n-3 PUFAs的重要来源.对fat-1及其转基因动物的研究现状进行综述.     

n-3脂肪酸代谢产物抗炎作用的研究进展

炎症反应是机体正常组织对感染和损伤的应答,然而过度的炎症反应往往会引起急性和慢性疾病的发生.最近研究发现,由n-3多不饱和脂肪酸二十碳五烯酸和二十二碳六烯酸代谢产生的resolvins和protectins两类化合物,具有很强的抗炎和炎症修复活性.综述了resolvins和protectin D1的来源、抗炎作用和抗炎机制,为进一步开展n-3多不饱和脂肪酸及其代谢产物的抗炎作用研究、为炎症的防治提供新的思路.     

“自我剪切”2A肽介导的Δ-12和ω-3脂肪酸脱氢酶以及过氧化氢酶在转基因小鼠肌肉表达研究

哺乳动物因为缺乏Δ-12和ω-3脂肪酸脱氢酶,不能自身合成必需的多不饱和脂肪酸．目前,通过转基因技术在哺乳动物体内表达ω-3脂肪酸脱氢酶,能将长链的n-6多不饱和脂肪酸转化成n-3多不饱和脂肪酸,造成体内长链的n-6多不饱和脂肪酸含量显著减低．本研究通过自我剪切2A肽介导Δ-12和ω-3脂肪酸脱氢酶(FAT-2和FAT-1)以及人过氧化氢酶(human catalase,hCAT)在小鼠的肌肉同时表达．结果表明,转基因小鼠肌肉中长链n-3多不饱和脂肪酸含量提高2.6倍,长链n-6多不饱和脂肪酸含量没有显著变化,而n-6/n-3比例显著降低(P < 0.01)．同时蛋白质印迹检测到人过氧化氢酶hCAT在小鼠的肌肉组织中表达,且过氧化氢酶活性比野生型小鼠显著提高(P < 0.01)．     

胡麻脂肪酸脱氢酶基因fad3b过表达小鼠模型的建立及其功能分析

脂肪酸脱氢酶3(fatty acid desaturase 3,fad3)是高等植物细胞中一种催化n-6多不饱和脂肪酸转化为n-3多不饱和脂肪酸的酶。该研究将胡麻fad3b基因转染小鼠C2C12细胞,转基因细胞中的n-6多不饱和脂肪酸含量显著降低,n-3多不饱和脂肪酸含量显著升高。Fad3b转基因小鼠中,fad3b基因在不同组织器官的m RNA水平与蛋白质水平的表达趋势并不一致。在fad3b m RNA水平上,肝脏中最高,骨骼肌、脂肪、脑和心脏中较低;在脂肪酸水平上,骨骼肌、脑和肝脏等组织的n-6/n-3显著降低,而脂肪、卵巢和睾丸组织中的变化不显著。该研究结果提示,胡麻来源的fad3b基因能够在转基因小鼠中正常发挥功能,促使n-6向n-3多不饱和脂肪酸转化,fad3b转基因小鼠模型可能比fat1小鼠在基因功能专一性以及动物生殖健康等方面更有优势。     

n-3 PUFAs对脂质代谢和炎症-免疫的调节机制

n-3多不饱和脂肪酸(n-3 PUFAs)是一种重要的营养物质,其具有多种生理作用,可作为一种基因表达的调控物直接和独立地调控基因表达,并广泛地影响着动物体内有关代谢及生理病理现象。主要从调节机制方面对n-3 PUFAs对机体脂质代谢和炎症-免疫的影响进行综述。     

脂肪酸去饱和酶的研究进展

多不饱和脂肪酸由于其在生物体内具有重要的生物活性而越来越受到研究者的关注,特别是n-3系列的脂肪酸EPA（二十碳五烯酸）和DHA（二十二碳六烯酸）。脂肪酸去饱和酶在多不饱和脂肪酸的生物合成过程中起着重要的作用,本文对其目前研究进展进行了阐述。     

饥饿胁迫对瓦氏黄颡鱼脂肪代谢的影响

在水温(252)℃条件下, 对初始体重为(23.652.82) g的瓦氏黄颡鱼进行30d饥饿处理, 于饥饿第0、第7、第15和第30天取样, 分析了饥饿胁迫对瓦氏黄颡鱼的生长、体成分、脂肪酸组成和脂肪代谢相关基因表达的影响. 结果表明: 饥饿胁迫显著降低了瓦氏黄颡鱼肥满度、脂体比及肝体指数(p0.05). 肌肉脂肪含量也随着饥饿时间的延长而下降(p0.05). 肝脏中的饱和脂肪酸和肌肉中的单不饱和脂肪酸显著下降, 而肝脏中多不饱和脂肪酸和单不饱和脂肪酸及肌肉中的多不饱和脂肪酸显著上升(p0.05). 此外, 肌肉中的n-6和n-3及肝脏中的n-6多不饱和脂肪酸显著上升, 而肝脏中的n-3多不饱和脂肪酸显著下降(p0.05), 表明瓦氏黄颡鱼饥饿期间主要消耗饱和脂肪酸及单不饱和脂肪酸供能, 保留多不饱和脂肪酸. 饥饿胁迫15-30d, 瓦氏黄颡鱼肝脏脂蛋白酯酶、肝酯酶及肉碱酰基转运酶mRNA表达显著高于对照组(0d)(p0.05), 而脂肪酸结合蛋白及脂肪酸合成酶mRNA的表达显著低于对照组(p0.05), 表明饥饿胁迫可能会促进肝脏脂肪分解供能, 降低脂肪的生物合成.       

四个脂肪酸合成酶基因在哺乳动物细胞中的超表达提高长链多不饱和脂肪酸生物合成效率

DHA(22:6n-3)、EPA(20:5n-3)和ARA(20:4n-6)三种长链多不饱和脂肪酸在生物体内活性最强,它们在促进大脑发育和功能维持以及在预防和治疗心血管疾病、炎症、癌症等多种疾病方面有着重要作用。然而,尽管哺乳动物体内有完整的长链多不饱和脂肪酸合成酶系,但哺乳动物合成这些长链多不饱和脂肪酸的效率很低而主要依赖于食物获取。本研究应用转基因方法,将哺乳动物来源的Δ6和Δ5脂肪酸去饱和酶以及Δ6和Δ5脂肪酸延长酶这4种酶的编码基因构建成为一个多基因表达载体,然后转染哺乳动物细胞HEK293T,实现了4个目的基因的超表达,再通过气质联用(GC-MS)分析证实了DHA、EPA和ARA等长链多不饱和脂肪酸的合成效率及水平显著增加,DHA的水平更是提高了2.5倍。由此可见,哺乳动物具有某种抑制长链多不饱和脂肪酸高水平合成的机制,但通过Δ6和Δ5脂肪酸去饱和酶以及Δ6和Δ5脂肪酸延长酶的超表达,能够打破哺乳动物这种抑制机制,从而显著提高DHA、EPA、ARA等的合成水平。同时,本研究的思路也为在转基因动物中生产长链多不饱和脂肪酸提供了重要的启示。     

光质对湛江等鞭金藻生长和脂肪酸组成的影响

在气升式光生物反应器中研究不同光质光影响湛江等鞭金藻的生长。结果表明,藻细胞密度的大小顺序为：红光〉白光＋红光、白光〉白光＋蓝光＋红光〉白光＋蓝光〉蓝光。蓝光下多不饱和脂肪酸百分含量最高,占总脂肪酸的50．01％。白光下总单不饱和脂肪酸和总饱和脂肪酸含量最高,占总脂肪酸的24．19％和27．46％。多不饱和脂肪酸中C18：4。．3含量最高,占总脂肪酸的20．3％-23.3％,最高值出现在蓝光下;其次为C22：6n-3（DHA）,占总脂肪酸的10．2％-12．3％,在蓝光和白光＋蓝光中较高;而C18：2n-6和C18：3n-3均以红光下的为最高,分别达3．11％和8．04％。     

膳食中高n-6/n-3多不饱和脂肪酸比值对小鼠肠道菌群的影响

目的:探讨小鼠膳食中高n-6/n-3多不饱和脂肪酸比值对肠道菌群的影响。方法:随机选取健康的30只C57/B6小鼠分为对照组(基础饲料)、花生四烯酸组(基础饲料+10%花生四烯酸)、鱼油组(基础饲料+10%鱼油)。喂食16周,16周后提取小鼠肠道菌群宏基因组DNA,采用Roche 454测序技术对肠道菌群16Sr RNA基因V3-V5区域进行测序,对菌群的组成结构以及含量的变化进行分析。结果:花生四烯酸组小鼠体内厚壁菌门的含量达到(55.3±5.26)%,与对照组小鼠体内厚壁菌门的含量(30.23±8.75)%相比显著性升高(P0.05)。并且花生四烯酸组小鼠体内变形菌门的含量(3±0.762)%与对照组(1.5±0.265)%相比也显著性上升(P0.05)。结论:膳食中高n-6/n-3多不饱和脂肪酸比值会造成小鼠体内肠道菌群组成结构的失衡,导致厚壁菌门以及变形菌门的含量上升。     

水生动物脂肪酸延长酶基因研究进展

多不饱和脂肪酸(polyunsaturated fatty acids,PUFAs)对人类具有重要的生理作用,但由于人类缺乏从头合成这些脂肪酸的能力,而必须从食物中获得,鱼类等水生动物中二十碳五烯酸(20:5n-3,EPA)和二十二碳六烯酸(22:6n-3,DHA)等多不饱和脂肪酸含量丰富,从而使得鱼类等水生动物成为人们获得PUFAs的主要途径。鱼类等水生动物体内PUFAs的合成是在一系列去饱和酶和延长酶的作用下实现的,其中长链脂肪酸延长酶是合成PUFAs必不可少的一类关键酶。本研究总结了水生动物长链多不饱和脂肪酸合成的过程,综述了水生动物中脂肪酸延长酶基因的研究进展和未来的发展方向。     

转基因小鼠模型的载体构建和在人肝癌HepG2细胞中的表达

目的:构建转基因小鼠模型的载体并检测在人肝癌HepG2中的表达效果.方法:将n-3多不饱和脂肪酸脱氢酶基因fat-1插入到真核表达载体(pcDNA3.1(+)myc-HisA)中,构建重组表达载体pcDNA3.1(+)myc-His A-fat-1,用脂质体介导的方法转染到人肝癌HepG2细胞中,RT-PCR检测fat-l基因的表达,MTT法分析fat-l基因对HepG2细胞增殖的影响,气相色谱分析检测fat-l基因对HepG2细胞n-6/n-3多聚不饱和脂肪酸(PUFAs)比例的影响.结果:成功地构建了真核表达裁体peDNA3.1(+)myc-HisA-fat-1,并能在HepG2细胞内有效异源表达.48h后可检测到fat-l mRMA的条带.与对照细胞相比,fat-l基因有效地抑制了人肝癌细胞HepG2细胞的增殖(70%,p＜0.01),降低了n-6/n-3 PUFAs比例.结论:pcDNA3.1(+)myc-His A-fat-l重组载体构建成功并能在肝癌细胞中有效的表达,可以作为下一步转基因小鼠的合适载体.     

n-3、n-6PUFA高脂饮食对SD大鼠肝脏胆固醇合成相关基因表达影响

目的探讨n-3、n-6多不饱和脂肪酸(PUFA)高脂饮食对SD大鼠肝脏Srebp2及Hmgcr表达的影响。方法 SD大鼠随机分为3组,分别为对照组(NC)、n-3 PUFA组(TUF)及n-6 PUFA组(SUF),8周后测量血清总胆固醇(TCH)水平,实时定量PCR检测Srebp2及Hmgcr基因表达,Western blotting检测SREBP2及HMGCR蛋白表达。结果 TUF组、SUF组血清TCH含量均显著降低(P<0.001),TUF组最低。TUF组、SUF组Srebp2及Hmgcr基因表达水平均显著增高(P=0.007,P=0.012),SUF组Srebp2最高,TUF组Hmgcr最高。TUF组HMGCR蛋白表达显著高于NC组及SUF组,SUF组与NC组差异无显著性;三组SREBP2蛋白表达。结论 n-3、n-6PUFA降低血清胆固醇不是通过抑制Srebp2及Hmgcr表达实现的。     

饲料中不同脂肪源对黄鳝生长和组织中脂肪酸含量的影响

用6种不同脂肪源:鱼油(FO)、亚麻油(LO)、大豆油(SO)、二十碳四稀酸(ARA)+花生油(APO)、花生油(PO)和猪油(PL),配制了6组含脂量为8%的等氮(44%粗蛋白)、等能(19.4 MJ/kg)饲料,喂养黄鳝10周后,其结果显示:饲料中不同脂肪源对黄鳝的生长有影响。PO组的特定生长率(SGR)最低,显著低于SO、FO组(P<0.05);SO组的SGR显著高于除FO组之外的其他各组(P<0.05)。黄鳝组织中的18:3n-3和18:2n-6含量与饲料中的对应脂肪酸含量呈线性相关,缺乏ARA的试验组黄鳝各组织中ARA的含量与饲料中的18:2n-6含量存在弱的线性相关;但在各组织中ARA的含量均显著低于APO组(P<0.05)。缺乏二十碳五烯酸(EPA)、二十二碳六烯酸(DHA)的LO、SO、PL、PO各组,卵巢中的EPA和DHA含量与饲料中的18:3n-3含量呈对数函数相关;但在各组织中EPA、DHA的含量均显著低于FO组(P<0.05)。结果表明n-3多不饱和脂肪酸(PUFA)是黄鳝生长重要的脂肪酸,黄鳝生长需要一个适宜的n-6/n-3比值;大豆油、亚麻油、猪油替代鱼油可基本满足黄鳝生长对脂肪酸的需要,其中以大豆油最佳。黄鳝可合成长链多不饱和脂肪酸(LC-PUFA),但合成LC-PUFA的量有限。     

混合植物油替代鱼油对中华绒螯蟹成体雄蟹常规成分和脂肪酸组成的影响

为研究育肥饲料中混合植物油替代鱼油对中华绒螯蟹(Eriocheir sinensis)成体雄蟹常规成分和脂肪酸组成的影响,采用豆油和菜籽油混合物替代鱼油制成5种不同鱼油替代水平(0%、25%、50%、75%和100%)的等氮等脂育肥饲料(分别记为1#~5#饲料组)饲喂雄蟹,测定5组雄蟹肝胰腺、肌肉和性腺中的常规成分和脂肪酸组成,并对实验数据进行方差分析。结果显示:(1)饲料1#组性腺灰分含量显著高于饲料4#和5#组(P0.05),但各组性腺中的水分、总脂和蛋白含量均无显著差异(P0.05);饲料1#组肝胰腺中的水分和灰分最高,但其总脂含量低于其他组,各组肝胰腺的蛋白含量无显著差异(P0.05);除1#饲料组外,肌肉中的总脂和灰分含量随鱼油替代水平的升高而显著上升(P0.05),而水分和蛋白含量均无显著差异(P0.05)。(2)各饲料组精巢中总饱和脂肪酸(∑SFA)、总多不饱和脂肪酸(∑PUFA)和总高度不饱和脂肪酸(∑HUFA)含量无显著差异(P0.05),其总n-6多不饱和脂肪酸(∑n-6PUFA)含量随鱼油替代水平升高而升高,而总n-3多不饱和脂肪酸(∑n-3PUFA)含量和∑n-3PUFA/∑n-6PUFA比值呈显著下降趋势(P0.05)。(3)肝胰腺中∑n-3PUFA和∑HUFA含量具有显著的组间差异,且均以饲料3#组最高。但各组的∑PUFA和∑n-6PUFA含量差异并不显著(P0.05)。(4)肌肉中大部分脂肪酸组成无显著差异,仅∑n-6PUFA含量随鱼油替代水平升高而升高。综上,中华绒螯蟹育肥饲料中植物油(豆油与菜籽油含量为1︰1)替代鱼油对成体雄蟹可食组织中水分和蛋白含量并无显著影响,但会对其脂肪酸组成造成显著的影响,50%的鱼油替代水平有利于雄蟹肝胰腺和肌肉中的脂肪沉积。     

哺乳动物细胞多不饱和脂肪酸合成酶系的重建将亚油酸代谢转变为二十二碳六烯酸

二十二碳六烯酸(DHA,22:6n-3)是一种长度为22个碳原子且含有6个双键的ω-3系多不饱和脂肪酸,在人体中具有重要生物学功能。人体及其他哺乳动物体内只能合成少量的DHA,更多的需求必须从食物中获取。然而,DHA的天然资源(主要是深海鱼类等海洋产品)日趋枯竭,开发新型资源以满足不断扩大的市场需求势在必行。本研究利用转基因技术,在哺乳动物细胞中使Δ6和Δ5脂肪酸去饱和酶以及Δ6和Δ5脂肪酸延长酶超表达,同时表达来源于秀丽隐杆线虫Caenorhabditis elegans的Δ15去饱和酶和小眼虫Euglena gracilis的Δ4去饱和酶,结果表明,这6种酶的表达或超表达能将ω-6系的亚油酸(LA,18:2n-6)有效地转化为DHA(22:6n-3),后者的含量从对照组的16.74%提高到实验组的25.3%。本研究的策略及技术路线为将来利用遗传改造的哺乳动物生产珍稀的DHA(22:6n-3)等长链多不饱和脂肪酸产品提供了重要的启示。     

DHA在肺癌防治中的研究进展

二十二碳六烯酸(docosahexaenoic acid, DHA)是人体必需多不饱和脂肪酸omega-3 (n-3 polyunsaturated fatty acid, n-3 PUFA)中的重要成员。流行病学调查显示深海鱼油中丰富的DHA具有广泛的抗炎和抗肿瘤作用,特别是在肺癌中,DHA还作为潜在的抗癌营养素参与患者的营养干预治疗。为了全面了解DHA在肺癌中的抗肿瘤作用,该文拟从DHA在肺癌预防及治疗中的人群研究、DHA在肺癌中的抗肿瘤作用机制和DHA的联合治疗等三方面进行综述。