富含ω-3型多不饱和脂肪酸基因工程猪研究进展

我国是世界第一大生猪养殖国,猪肉在我国肉类食品组成中占有重要地位,是国人获取动物蛋白的重要来源。猪肉中ω-6多不饱和脂肪酸(polyunsaturated fatty acids, PUFAs)含量高,而ω-3 PUFAs含量少,不利于人类健康。基因工程技术可以对特定DNA片段敲除、插入和替换,在改良猪生产性状方面具有巨大潜力,采用基因工程培育富含ω-3 PUFAs猪具有巨大的市场价值。本文阐述了猪肉ω-3 PUFAs含量少的原因,并就利用基因工程技术培育富含ω-3 PUFAs猪的研究进展进行了分析,以期为提升猪肉ω-3 PUFAs含量的相关研究与实践奠定基础。     

鱼油廿碳五烯酸和廿二碳六烯酸的生物效应与作用机理

鱼油廿碳五烯酸(EPA)和廿二碳六烯酸(DHA)同属ω-3型脂肪酸,其结构特点为长碳链,含多个不饱和键,其降血脂效应远大于含ω-6型脂肪酸的植物油,对胶原及 ADP 诱发的血小板聚集有显著抑制作用;亦有扩张血管、降低血液粘滞度等效应,因而对高脂血症及冠心病有良好的防治作用。新近发现富含EPA+DHA 鱼油对致癌剂诱发的大鼠乳腺癌有明显的抑制作用。     

利用海洋微藻生产富含DHA的单细胞油脂

DHA是神经组织的基本组分,人体合成DHA的能力有限,从饮食中摄取足够的DHA十分重要。特别是婴幼儿缺乏DHA会影响智力、视力和生理发育。鱼油是目前DHA的最普遍来源,但是鱼油的产量和质量难以满足人们的需要。利用生物技术生产DHA是发展方向,研究得最多的是用海洋真菌和藻类生产DHA,其中用海洋藻类Crypthecodiniumcohnii生产富含DHA的单细胞油脂已达工业化规模,而且产品的稳定性,纯度,安全性和生物利用率都优于鱼油,目前已应用于婴儿奶粉和作为辅助食品。     

来源于线虫Caenorhabditis briggssae 的ω-3脂肪酸去饱和酶基因的合成及其功能分析

ω-3多不饱和脂肪酸(ω-3PUFAs)是一类被广泛研究和关注的脂肪酸,对人类及其他哺乳动物的正常发育和保持良好的健康状况极其重要,并且对于人类的多种疾病的预防和治疗亦有着明显的作用。在人和哺乳动物体内,ω-3PUFAs的含量与ω-6PUFAs(其代谢方式和功能与前者不同,通常其作用也相反)相比很低。而对于人体,无论ω-3PUFAs的过低还是ω-6PUFAs的过高都会带来极为不利的影响。所以人们一直在努力寻求提高人体中ω-3PUFAs含量的途径或者大量生产ω-3PUFAs的方法。本研究经过密码子优化后,用化学合成的方法获得了C.briggsae的ω-3脂肪酸去饱和酶基因sFat-1,并构建了哺乳动物细胞表达载体pcDNA3.1-sFat1-EGFP,通过脂质体转染了CHO细胞系并对其进行抗性筛选获得稳定转染细胞株。对稳定转染sFat-1细胞株的RT-PCR分析及脂肪酸组成的GC-MS分析表明,sFat1基因完全能够在CHO细胞中表达和发挥其ω-3去饱和酶的作用,即促使ω-6系列不饱和脂肪酸转变为相应的ω-3系列不饱和脂肪酸(从十八碳到二十二碳)。ω-6不饱和脂肪酸总量从48.97%下降到35.29%,而ω-3不饱和脂肪酸总量则相应地从7.86%上升到24.02%。ω-6多不饱和脂肪酸和ω-3多不饱和脂肪酸的比值从正常细胞中的6.23下降到转染细胞中的1.47。这说明C.briggsae的ω-3脂肪酸去饱和酶基因sFat-1的合成是成功的,试验所获得的结果为今后的进一步的研究或应用其大量生产ω-3PUFAs奠定了基础。     

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。     

二十碳五烯酸和DHA差异抑制上皮间质转化和胶原沉积并缓解肠纤维化

肠纤维化是炎症性肠病(inflammatory bowel disease, IBD)的严重并发症,然而目前尚未找到针对肠纤维化的治疗方案。ω-3 PUFAs在其他器官中的抗纤维化作用已受到广泛关注,但在肠纤维化中的应用潜力仍有待发掘。本研究旨在探究ω-3 PUFAs对肠纤维化的作用及机制。研究采用TNBS(2,4,6-trinitrobenzene sulfonic acid)诱导的肠纤维化小鼠模型,比较EPA、DHA和鱼油对肠纤维化小鼠不同的抗纤维化作用。将40只8周龄雄性BALB/C小鼠随机分为5组。相较于DHA和鱼油组,EPA干预能更有效缓解小鼠体重丢失,减少结肠长度缩短,降低疾病活动指数评分,并显著改善炎症反应(P<0.05)。ELISA法检测发现,EPA抑制促炎细胞因子TNF-α、IL-6和IL-17的表达,促进抗炎细胞因子IL-10的表达。EPA干预显著减轻了小鼠结肠的纤维化程度,下调了结肠中col1a2、col3a2和羟脯氨酸的表达,并且结肠中EPA含量与肠纤维化评分呈负相关(R²=0.7383,P<0.0004;R²     

微生物发酵产二十二碳六烯酸代谢机理的研究进展

二十二碳六烯酸(简称DHA)是一种重要的长链多不饱和脂肪酸,对人体具有重要的生理功能。微生物发酵生产的DHA与鱼油来源的DHA相比,具有诸多优点,其发展前景广阔。以下从发酵菌株、代谢途径、关键酶以及油脂积累机制等方面进行了综述,为通过代谢工程等技术手段进一步提高DHA产量提供了参考。     

微生物多不饱和脂肪酸的研究进展

介绍了多不饱和脂肪酸(PUFAs)的微生物来源在微生物体内的代谢途径、分子生物学研究进展以及微生物的发酵生产状况。重点论述了微生物PUFAs的最新分子生物学研究进展。     

来源于线虫Caenorhabditis briggssae的ω-3脂肪酸去饱和酶基因

ω-3多不饱和脂肪酸（ω-3 PUFAs）是一类被广泛研究和关注的脂肪酸,对人类及其他哺乳动物的正常发育和保持良好的健康状况极其重要,并且对于人类的多种疾病的预防和治疗亦有着明显的作用。在人和哺乳动物体内,ω-3 PUFAs的含量与ω-6 PUFAs（其代谢方式和功能与前者不同,通常其作用也相反）相比很低。而对于人体,无论ω-3 PUFAs的过低还是ω-6 PUFAs的过高都会带来极为不利的影响。所以人们一直在努力寻求提高人体中ω-3 PUFAs含量的途径或者大量生产ω-PUFAs的方法。本研究经过密码子优化后,用化学合成的方法获得了C.briggsae的ω-3脂肪酸去饱和酶基因sFat-1,并构建了哺乳动物细胞表达载体pcDNA31-sFat1-EGFP,通过脂质体转染了CHO细胞系并对其进行抗性筛选获得稳定转染细胞株。对稳定转染sFat-1细胞株的RT-PCR分析及脂肪酸组成的GC-MS分析表明,sFat1基因完全能够在CHO细胞中表达和发挥其ω-3去饱和酶的作用,即促使ω-6系列不饱和脂肪酸转变为相应的ω-3系列不饱和脂肪酸（从十八碳到二十二碳）。Ω-6不饱和脂肪酸总量从48.97%下降到35.29%,而ω-3不饱和脂肪酸总量则相应地从7.86%上升到24.02%。Ω-6多不饱和脂肪酸和ω-3多不饱和脂肪酸的比值从正常细胞中的6.23下降到转染细胞中的1.47。这说明C.briggsae的ω-3脂肪酸去饱和酶基因sFat-1的合成是成功的,试验所获得的结果为今后的进一步的研究或应用其大量生产ω-3PUFAs奠定了基础。     

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。     

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.     

长链多不饱和脂肪酸EPA、DHA的基因工程研究进展

长链多不饱和脂肪酸(long chain polyunsaturated fatty acid,LCPUFA)对维持人体健康具有重要作用,对其需求逐年增加,但是由于环境污染与渔业资源的下滑,有限的鱼油资源越来越不能满足人们需求。运用现代生物技术人们已相继分离了多个LCPUFA合成相关基因,并阐明了多条LCPUFA合成代谢途径。通过转基因技术在高等植物中成功合成了对人体健康十分重要的长链多不饱和脂肪酸,尤其是二十碳五烯酸(EPA),二十二碳六烯酸(DHA)。综述了LCPUFA的合成途径及转基因研究的最新进展,分析合成LCPUFA存在的问题及解决方法,并对未来多不饱和脂肪酸EPA,DHA的基因工程研究进行展望。     

海洋微藻脂肪酸去饱和酶

海洋微藻中富含多不饱和脂肪酸(polyunsaturated fatty acid,PUFA),在部分微藻中ω3 PUFA的量可达其总脂肪酸的30%～50%。而且微藻油具有鱼油所不可比拟的健康优势,也是唯一得到美国食品与药物管理局(FDA)认可的儿童DHA(二十二碳六烯酸)补充剂来源。由于用培养微藻来提取、纯化PUFA受到现有生产工艺的限制,使微藻油在国际食品(尤其是高质量食品)及保健品市场上供不应求。微藻脂肪酸去饱和酶(fatty aciddesaturase,FAD)是微藻PUFA合成的关键酶类,所以对微藻FAD的深入研究无疑将促进PUFA资源的合理开发和利用。     

ω-3 多不饱和脂肪酸对PTSD-SPS 大鼠行为学影响的研究

目的:观察饲料中添加ω-3PUFAs对PTSD-SPS大鼠焦虑/抑郁行为的防护作用。方法:将40只健康成年雄性SD大鼠随机分为正常对照组、PTSD-SPS模型组、60%ω-3PUFAs+PTSD-SPS模型组1、60%ω-3PUFAs+PTSD-SPS模型组2。采用高架十字迷宫实验和旷场实验评价实验组大鼠的焦虑/抑郁行为变化。结果:与对照组相比,SPS模型组大鼠进入开放臂的次数比例和时间比例明显减少;中央格停留时间明显缩短(5.56±0.21)s,穿格次数明显减少(30.23±5.96)次,差异均显著(P<0.05)。与SPS模型组相比,60%ω-3PUFAs的SPS组大鼠进入开放臂的次数比例和时间比例明显增加;中央格停留时间明显延长(9.88±1.14)s,穿格次数明显增加(43.22±4.35)次,差异均显著(P<0.05);与对照组相比没有显著差异。结论:膳食补充ω-3多不饱和脂肪酸可以降低PTSD-SPS大鼠焦虑/抑郁程度。     

二十二碳六烯酸改变脂筏脂肪环境调节白细胞介素2受体信号通路

多不饱和脂肪酸(PUFAs)是免疫营养物质, 可以调节机体的免疫反应, 因此, 在临床上PUFAs常被用做免疫抑制剂治疗各种炎性疾病, 但其分子机制尚不清楚. 我们通过蔗糖密度梯度超速离心法分离细胞膜重要的功能性微区域—脂筏, 研究二十二碳六烯酸 (DHA, 22:6 n-3) 对其脂肪酸组成和磷脂构成的影响, 以及对IL-2受体信号通路的作用. 结果表明, DHA使脂筏中部分IL-2Rα, IL-2Rβ和IL-2Rγ_c蛋白移位到可溶膜组分中; DHA抑制了Jak1, Jak3, 磷酸酪氨酸蛋白表达水平; 脂筏的STAT5a和STAT5b蛋白移位到可溶膜组分, 磷酸化STAT5的表达受到抑制. DHA使脂筏中多不饱和脂肪酸组分增加, 尤其是增加了n-3 PUFAs的含量, 改变了细胞脂筏的脂肪环境. 脂筏中饱和脂肪酸豆蔻酸、棕榈酸水平显著升高, 而硬脂酸、油酸、顺式油酸水平显著降低; 磷脂酰胆碱、鞘磷脂、磷脂酰乙醇胺、磷脂酰肌醇分子中脂肪酰取代基团在DHA处理之后都有不同程度的改变. 由此可见, DHA处理改变了脂筏的脂肪环境, 影响了IL-2受体信号传 导通路蛋白在膜亚区域的分布, 为了解其免疫调节作用的影响提供了部分依据.     

基于高通量测序分析大豆和油菜根际微生物群落结构的差异

根肿病是由芸薹根肿菌侵染引起的专性寄生性土传病害,严重制约着油菜等十字花科作物的可持续生产.前期研究发现,大豆作为前茬作物可以显著降低后茬油菜根肿病的发生和危害,"豆-油轮作"模式是一种值得探索和应用的根肿病防治新途径.为了解开大豆作为前茬防治根肿病发生的机理,本研究基于扩增子测序技术探究大豆与油菜根际土壤微生物的群落结构差异.结果表明:大豆和油菜根际土壤微生物类群在门水平的优势类群相同,包括变形菌门、拟杆菌门、酸杆菌门、放线菌门、子囊菌门、接合菌门、担子菌门和壶菌门等丰度都较高.但相比于油菜根际土壤,大豆根际土壤富含具有生防作用和促进植物生长的微生物,如黄杆菌属、鞘脂单胞菌属、芽孢杆菌属、链霉菌属、假单胞菌属、木霉属和盾壳霉属等;而一些植物病原细菌(如肠杆菌、黄单胞菌)和真菌(炭疽菌和尾孢菌)含量则低于油菜根际土壤;另外,大豆根际土壤中还富含具有固氮功能的根瘤菌属、慢生根瘤菌属和丛枝菌根真菌(如球囊霉属).可见,大豆根际土壤利于有益微生物生长并可抑制病原菌繁殖.大豆和油菜根际微生物组差异为大豆-油菜轮作防治根肿病提供了理论依据,并为根肿病的防治提供了一些潜在的生物防治资源.     

瓶鼻海豚肌肉组织营养组成特征分析

分析了2只瓶鼻海豚(Tursiops truncatus)肌肉组织的营养组成。分析部位包括胸腔内肌肉、背肌、腹肌和尾肌四个部分。分析结果表明,2只海豚腹肌和尾肌粗脂肪含量较其他部位高,蛋白质及灰分在肌肉组织中的分布规律不明显。海豚不同部位氨基酸组成具有极高的一致性,含量最高的氨基酸均为谷氨酸,最低的是胱氨酸,胸腔内肌肉和背肌中必需氨基酸含量较高,但不同部位必需氨基酸占总氨基酸的比例基本相当。海豚肌肉组织均存在棕榈酸(16:0)、棕榈油酸(16:1)、硬脂酸(18:0)、油酸(18:1)、EPA(20:5ω-3)及DHA(22:6ω-3)等脂肪酸,这些脂肪酸是动物及鱼油中典型的脂肪酸。饱和脂肪酸(SFA)的总量与单不饱和脂肪酸(MUFA)的总量相近且大于多不饱和脂肪酸(PUFA)的总量。不饱和脂肪酸中ω-3/ω-6的比值与其他海洋生物相比(通常高于4,有的高达50)明显偏低。海豚肌肉组织中富含Ca、Fe及Zn、Cu、Mn、Se等微量元素。     

ω-3多不饱和脂肪酸抗肿瘤新途径——抑制具核梭杆菌黏附宿主细胞

【背景】大量文献报道ω-3多不饱和脂肪酸尤其是二十二碳六烯酸(Docosahexaenoic Acid,DHA)与二十碳五烯酸(Eicosapentaenoic Acid,EPA)具有抗肿瘤作用,但是其抗肿瘤机制还不够完善。【目的】探究ω-3多不饱和脂肪酸、具核梭杆菌以及结直肠癌三者之间的关联。【方法】在检测二十二碳六烯酸、二十碳五烯酸、α-亚麻酸(α-Linolenic Acid,ALA)等ω-3多不饱和脂肪酸对人结直肠腺癌细胞Caco-2、正常结肠上皮细胞NCM460生长影响的基础上,检测DHA等3种多不饱和脂肪酸对具核梭杆菌黏附人体细胞以及Fap2、FadA、RadD等具核梭杆菌毒力关键基因表达的影响。【结果】30μg/mL的DHA、EPA、ALA对Caco-2生长抑制分别为9.09%、4.95%、7.52%,而对NCM460生长抑制达31.15%、25.48%、29.11%,而且相关抑制作用仅具有浓度依赖性而无时间依赖性。经30μg/mL的DHA、EPA、ALA预处理的具核梭杆菌黏附Caco-2细胞的能力分别下降81.04%(P=0)、93.63%(P=0)和68.63%(P=0);而共培养时加入DHA、EPA、ALA对具核梭杆菌黏附Caco-2细胞的能力没有显著影响。同时,30μg/mLDHA处理导致F.nucleatum的Fap2基因显著下降10.22%(P=0.027);30μg/mL EPA处理导致FadA、Fap2基因分别显著下降23.49%(P=0)、15.09%(P=0.003);30μg/mL ALA处理导致FadA基因显著下降26.75%(P=0.012)。【结论】综合上述实验结果以及DHA、EPA、ALA仅能短时间抑制具核梭杆菌生长等文献报道,我们认为,DHA、EPA等ω-3多不饱和脂肪酸并非简单地直接杀伤或抑制肿瘤细胞和F.nucleatum;抑制FadA、Fap2等黏附相关基因表达,降低F.nucleatum黏附宿主细胞能力是其抗肿瘤作用的关键组成部分。ω-3多不饱和脂肪酸等活性物质对F.nucleatum等在结直肠肿瘤发生、发展中发挥重要作用的肠道细菌的影响与机制应深入开展研究。     

ω-3 多不饱和脂肪酸对PTSD-SPS 大鼠空间学习记忆和海马神经元 溶酶体损伤的防护作用研究

目的:观察饲料中添加ω-3多不饱和脂肪酸对PTSD-SPS大鼠空间学习记忆能力及海马神经元溶酶体损伤的保护作用。方法:将48只健康成年雄性SD大鼠随机分为正常对照组、PTSD-SPS模型组、30%ω-3PUFAs+PTSD-SPS模型组、60%ω-3PU-FAs+PTSD-SPS模型组。采用Morris水迷宫测试方法,观察大鼠定位航行实验中逃避潜伏期及空间探索实验中靶象限活动时间的百分比及穿台次数。电子显微镜观察大鼠海马神经元超微结构变化。结果:与对照组相比,SPS模型组大鼠逃避潜伏期延长,第5天达到(39.12±7.34)s(P<0.05);第6天大鼠靶象限内活动时间百分比明显缩短及穿台次数减少,分别是10.01%±3.03%及(1.05±0.13)次;与SPS模型组对比,喂饲60%ω-3PUFAs的SPS组大鼠逃避潜伏期为(19.13±4.26)s(P<0.05),靶象限内活动时间百分比及穿台次数为25.56%±2.13%、(2.36±0.34)次(P<0.05)。电镜结果显示,喂饲ω-3PUFAs的SPS模型组大鼠海马神经元中溶酶体数量比SPS组明显减少,与对照组没有显著差异。结论:ω-3多不饱和脂肪酸可能通过减少海马神经元溶酶体的数量对PTSD-SPS大鼠学习记忆损伤起到一定的防护作用。     

ω-3 多不饱和脂肪酸对肿瘤细胞Rho GTP 酶翻译后修饰的影响

目的:观察ω-3多不饱和脂肪酸(ω-3 Polyunsaturated fatty acid,ω-3 PUFA)对人前列腺癌PC-3细胞和乳腺癌MDA-MB-231细胞Rho蛋白翻译后修饰的影响。方法:60μmol/L的二十碳五烯酸(eicosapentaenoic acid,EPA)和二十二碳六烯酸(docosahex-aenoic acid,DHA)处理PC-3和MDA-MB-231细胞24h后,检测EPA和DHA对法尼基蛋白转移酶活性的影响,对Rho蛋白的法尼基化修饰的影响,对Rho蛋白与GTP结合能力的影响。结果:EPA及DHA均能显著下调PC-3和MDA-MB-231细胞法尼基蛋白转移酶活性(P<0.01),抑制Rho蛋白(RhoA、Rac1、Rac2和Cdc42)的法尼基化修饰(P<0.01),并降低PC-3细胞Rho蛋白(RhoA、Rac1和Cdc42)与GTP的结合能力(P<0.05)。结论:ω-3 PUFA可能通过抑制肿瘤细胞Rho蛋白翻译后修饰,而影响肿瘤细胞的生物学特性。