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。     

细胞膜脂肪酸组成改变促进乳腺癌细胞凋亡的研究

目的:研究n-6脂肪酸脱氢酶fat-1基因在人乳腺癌细胞内的表达,改变细胞膜脂肪酸组成,对乳腺癌细胞的凋亡作用.方法:构建含有fat-1基因的重组腺病毒载体(Ad.GFP.fat-1),通过包装细胞系(293)产生的腺病毒,感染人乳腺癌细胞MCF-7.提取细胞的总RNA,以fat-1的反义mRNA作探针,用Northern blot检测fat-1基因在MCF-7细胞内的表达.MTT法分析fat-1基因对MCF-7细胞增殖的影响,凋亡染色试剂盒检测细胞的凋亡.气相色谱仪分析对MCF-7细胞的n-6 PUFAs/n-3 PUFAs含量影响.结果:通过基因重组技术,得到预期的重组病毒;fat-1基因在人乳腺癌细胞MCF-7中能有效异源表达,2d后,可检测到fat-1 mRNA的条带.与对照细胞相比,fat-1基因有效地抑制了MCF-7细胞的增殖(23%,p＜0.05),促进了凋亡(增加35%);同时降低了人乳腺癌细胞MCF-7细胞膜n-6 PUFAs/n-3 PUFAs的比率.结论:腺病毒介导的fat-1基因能在人乳腺癌细胞MCF-7内有效异源表达,且抑制了MCF-7细胞的增殖.机理为降低了细胞膜的n-6 PUFAs/n-3 PUFAs的比率.     

改变细胞膜的脂肪酸组成可促进乳腺癌细胞凋亡

目的: 研究n-6脂肪酸脱氢酶 fat-1基因在人乳腺癌细胞内的表达,改变细胞膜脂肪酸组成,对乳腺癌细胞的凋亡作用。方法: 构建含有fat-1 基因的重组腺病毒载体 (Ad.GFP.fat-1),通过包装细胞系（293）产生的腺病毒,感染人乳腺癌细胞MCF-7。提取细胞的总RNA,以fat-1的反义mRNA 作探针,用Northern Blot检测fat-1 基因在MCF-7细胞内的表达。MTT法分析fat-1 基因对MCF-7细胞增殖的影响,凋亡染色试剂盒检测细胞的凋亡。气相色谱仪分析对MCF-7细胞的n-6 PUFAs/n-3 PUFAs含量影响。结果: 通过基因重组技术,得到预期的重组病毒;fat-1 基因在人乳腺癌细胞MCF-7 中能有效异源表达,2天后,可检测到fat-1 mRNA的条带。与对照细胞相比,fat-1基因有效地抑制了MCF-7细胞的增殖（23%,p<0.05）,促进了凋亡（增加35%）;同时降低了人乳腺癌细胞MCF-7细胞膜n-6 PUFAs/n-3 PUFAs的比率。结论: 腺病毒介导的fat-1 基因能在人乳腺癌细胞MCF-7内有效异源表达,且抑制了MCF-7细胞的增殖。机理为降低了细胞膜的n-6 PUFAs/n-3 PUFAs的比率。     

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-6脂肪酸去饱和酶fat-1基因对神经元细胞凋亡的抑制作用

将C．elegans n-6脂肪酸去饱和酶基因fat-1的cDNA插入到腺病毒的穿梭载体pAd-CMV中,并与骨架载体同源重组,构建腺病毒重组体（Ad．GFP．fat1）,通过包装细胞系（293）产生重组腺病毒,感染原代培养的大鼠皮层细胞．在显微镜下观察、细胞增殖试剂盒（MTT）和凋亡染色试剂盒分析fat-1基因对大鼠皮层细胞凋亡的影响,核糖核酸酶保护性分析,检测fat-1基因在大鼠皮层细胞内的表达,酶联免疫分析花生四烯酸类（Eicosanoids）前列腺素（Prostaglandin E2）的含量．结果表明,通过基因重组技术,得到预期的重组病毒;fat-1基因在原代培养的大鼠皮层细胞中能有效异源表达,2d后,可检测到fat-1 mRNA的条带,与对照Ad．GFP细胞相比,fat-1基因明显抑制了大鼠皮层细胞因诱导产生的凋亡（35％）,受保护细胞的前列腺素含量也明显地减少（30％）．     

蓖麻和线虫的两种不同结构脂肪酸去饱和酶的原核表达

目的:通过在原核表达系统中表达蓖麻的可溶性脂肪酸去饱和酶基因和线虫的fat-1脂肪酸去饱和酶基因,为脂肪酸去饱和酶序列结构与功能的研究奠定基础。方法:将蓖麻RCD△9脂肪酸去饱和酶和线虫fat-1脂肪酸去饱和酶基因亚克隆到大肠杆菌BL21表达载体pET32a+中,获得重组表达载体pET32a+-R9,pET32a+- F1,并通过SDS-PAGE和Western Blotting鉴定蛋白的表达情况。结果:经PCR和测序鉴定,证实两个重组质粒含有目的基因片段;SDS-PAGE和Western Blotting证实两种蛋白在大肠杆菌中获得表达,但表达量具有明显的不同;Anthepro软件对蛋白跨膜结构的分析,验证蓖麻△9脂肪酸去饱和酶和线虫fat-1脂肪酸去饱和酶在结构上的不同。结论:蓖麻的RCD脂肪酸去饱和酶和线虫的fat-1脂肪酸去饱和酶都得到了表达,但线虫fat-1脂肪酸去饱和酶表达量偏低;这可能与fat-1脂肪酸去饱和酶是一类跨膜蛋白的性质直接相关。因此,对于线虫fat-1脂肪酸去饱和酶的基于蛋白纯化的结构分析有待进一步的研究。     

“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)．     

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.     

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。     

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。     

棉花脂肪酸脱氢酶FAD2能够实现转基因小鼠n-6脂肪酸的内源性生物合成

脂肪酸脱氢酶FAD2（fatty acid desaturase-2）是一种将油酸（18：1）脱氢生成亚油酸（18：2n-6）的植物脱氢酶.在前期研究fad2转基因小鼠模型的基础上,本文新构建CMV promoter/fad2cDNA/SV40poly A真核表达载体,通过显微注射技术,生产出转基因小鼠.7只妊娠受体合计移植184枚受精卵,出生63只（34.2%）健康的成年小鼠.PCR和Southern blotting结果显示,有10只小鼠整合了外源基因,总的转基因效率是15.9%（10/63）.随后,转基因小鼠与C57BL/6小鼠杂交选育,建立了10个转基因家系.最后,以6周龄的转基因后代同窝雌鼠作为样本（包括转基因阳性和阴性雌鼠）,利用微量气相色谱方法,分析了腿部肌肉组织和肝脏组织的多种n-6脂肪酸的百分含量,结果显示,只有1个（10%）家系的转基因小鼠表达了外源基因,能够有效地改变目标脂肪酸的成分.其中肌肉组织中油酸百分含量（8.580±1.232）与野生型小鼠（10.812±1.244）没有区别（P≥0.05） 但是,亚油酸的含量（15.653±0.557）,明显（P〈0.05）高于野生型小鼠（13.168±0.634）,相对含量提高了19% 同时,下游的花生四烯酸（20：4n-6）的含量（12.850±1.479）也明显（P〈0.01）高于野生型小鼠（6.871±0.665）,相对含量更是提高了87% 转基因肝脏组织的亚油酸（15.962±0.552vs15.200±0.170）和花生四烯酸（12.607±0.623vs11.601±0.492）含量也明显高于野生型小鼠组织（P〈0.05）.本实验表明,植物fad2基因能够有效地促进转基因小鼠自身生物合成n-6脂肪酸.在国际上首次成功地建立了fad2转基因小鼠的表达模型,为相关疾病的研究奠定了基础.     

脂肪酸脱氢酶基因在兔体内表达的生物学效应研究

目的研究脂肪酸脱氢酶基因在兔子体内的生物效应,探索不饱和脂肪酸与兔子免疫的相互作用。方法用壳聚糖(CS)和壳聚糖的聚乙烯亚胺(PEI)、聚乙二醇(PEG)修饰产物(mPEG-O-CS-PEI),对含有脂肪酸脱氢酶基因的真核表达质粒VRMFat-1进行包裹,肌肉注射新西兰白兔,每两周采取抗凝血,检测血液中免疫细胞数量的变化情况,利用气相色谱仪检测动物组织中脂肪酸的含量变化,并通过荧光定量PCR检测免疫细胞内免疫相关基因的表达情况。结果两组实验兔组织中的n-3不饱和脂肪酸含量显著高于对照组(P<0.05),其TLR4、CD3、IL-4和IL-6基因表达水平显著升高(P<0.05)。结论转入的脂肪酸去饱和脱氢酶基因能够在实验兔体内正常表达,初步证明不饱和脂肪酸对兔子的固有免疫和获得性免疫机能均有明显的增强作用。     

Fat-1 基因真核表达载体的构建及其对人口腔鳞癌细胞 脂肪酸含量的影响

目的:构建真核表达载体pcDNA3.1-Fat1,线性化稳定转染人口腔鳞癌细胞株Tca8113,检测其细胞内脂肪酸含量变化。方法:通过重叠延伸PCR方法人工合成利于真核表达的Fat-1基因,用基因重组技术构建真核表达载体pcDNA3.1-Fat-1,用脂质体转染真核细胞的方法转染人口腔鳞癌细胞株Tca8113,用气相色谱仪检测脂肪酸的变化情况。结果:测序及酶切鉴定成功合成真核偏好表达的Fat-1基因。与对照组相比,转染Fat-1基因的口腔癌细胞的n-3脂肪酸明显增多,n-6/n-3明显下降。结论:成功构建真核表达载体pcDNA3.1-Fat1,并对口腔鳞癌细胞内脂肪酸含量产生明显影响,为进一步研究Fat-1基因在口腔鳞癌中的生物学功能奠定了基础。     

ω-6脂肪酸脱氢酶基因在乳腺癌细胞内的表达和作用

为探讨ω- 6脂肪酸脱氢酶基因fat -1在人类乳腺癌细胞MCF- 7中表达和对其生长的作用,将fat -1基因插入到腺病毒载体中,构建腺病毒重组载体(Ad·GFP·fat1) .通过包装细胞系(2 93)产生重组腺病毒,感染MCF 7细胞.用核糖核酸酶保护性分析技术,检测fat -1基因在MCF- 7细胞内的表达,细胞增殖试剂盒(MTT)和凋亡染色试剂盒染色分析fat 1基因对MCF- 7细胞增殖和凋亡的影响,用酶联免疫分析花生酸类(eicosanoids)前列腺素E2 (prostaglandinE2 )的含量.结果显示,腺病毒介导的fat- 1基因能在MCF- 7细胞内有效异源表达,抑制MCF -7细胞的增殖且导致凋亡,前列腺素的含量也明显地减少.结果说明,fat- 1基因在乳腺癌的基因治疗中具有良好利用价值.     

Fat-1基因真核表达载体的构建及其对人口腔鳞癌细胞脂肪酸含量的影响

目的：构建真核表达载体pcDNA3．1-Fat1,线性化稳定转染人口腔鳞癌细胞株Tca8113,检测其细胞内脂肪酸含量变化。方法：通过重叠延伸PCR方法人工合成利于真核表达的Fat-1基因,用基因重组技术构建真核表达载体pcDNA3．1-Fat—1,用脂质体转染真核细胞的方法转染人1：／腔鳞癌细胞株Tca8113,用气相色谱仪检测脂肪酸的变化情况。结果：测序及酶切鉴定成功合成真核偏好表达的Fat-1基因。与对照组相比,转染Fat—1基N的口腔癌细胞的n-3脂肪酸明显增多,n-6／n-3明显下降。结论：成功构建真核表达载体pcDNA3．1-Fat1,并对口腔鳞癌细胞内脂肪酸含量产生明显影响,为进一步研究Fat-1基因在口腔鳞癌中的生物学功能奠定了基础。     

Mstn基因干扰通过上调基因Cpt1b促进肌间脂肪的β氧化

肌生长抑制素(myostatin,Mstn)也被称为生长/分化因子-8(GDF-8)。敲减或敲除Mstn基因可促进肌肉发育、降低脂肪含量。本研究利用RNA干扰技术制备Mstn干扰小鼠,随后对其骨骼肌形态、骨骼肌甘油三酯(triglyceride,TG)含量、脂肪酸组成及含量进行了分析。结果显示,与对照组相比,Mstn干扰小鼠肌肉中Mstn的表达减少。小鼠骨骼肌肌纤维的横截面积显著增大,而TG含量显著降低,n-3/n-6和不饱和/饱和脂肪酸比值显著升高。通过实时荧光定量PCR检测脂肪酸代谢相关基因的表达,结果表明脂肪酸分解和转运相关基因表达上调,而脂肪酸合成相关基因表达下调。在这些基因中,与β氧化相关的基因Cpt1b的上调尤为明显。对骨骼肌中CPT1的酶活性进行了检测,结果与基因表达情况一致。为探讨其进一步作用机理,通过染色质免疫沉淀实验发现,Mstn基因下游转录因子SMAD3可与Cpt1b基因的启动子直接结合。上述结果表明,Mstn敲减后主要通过调控其下游转录因子SMAD3与Cpt1b基因启动子的结合,上调Cpt1b的表达,从而促进肌内脂肪酸的β氧化代谢。     

秀丽线虫硬脂酰辅酶A去饱和酶的研究进展

硬脂酰辅酶A去饱和酶(stearoyl-co A desaturase,SCD),也称为Δ9去饱和酶,是脂肪合成的关键酶。SCD在饱和脂肪酸(saturated fatty acids,SFAs)棕榈酸(palmitic acid,C16:0)和硬脂酸(stearic acid,C18:0)的第九和第十位碳原子间引入一个双键,分别将它们催化为单不饱和脂肪酸(monounsaturated fatty acids,MUFAs)棕榈油酸(palmitoleic acid,C16:1n-7)和油酸(oleic acid,C18:1n-9)。大量的研究表明,饱和脂肪酸与不饱和脂肪酸的正常比例对维持生物膜的流动性、信号传递、能量平衡等非常重要。SCD的表达和活性受到环境、激素、饮食及多种转录因子的影响和调控,与肥胖、糖尿病、心脑血管疾病、癌症及其它代谢性疾病相关。近几年来,秀丽线虫(Caenorhabditis elegans)成为研究脂代谢调控广受欢迎的模式动物。秀丽线虫具有三个编码SCD的基因:fat-5、fat-6和fat-7,与其它物种的scd基因具有高度同源性和保守的生物学功能,影响秀丽线虫的生长、发育、抗逆境和能量平衡等。文章主要综述了近几年来秀丽线虫SCD的相关研究进展,并对SCD未来研究的方向进行展望。     

利用PiggyBac转座子系统构建表达Δ15 Des酶活性的转基因小鼠

必需脂肪酸为人体健康和生命所必需,但机体自身不能合成,研究表明ω-3族脂肪酸对人体的生理功能有更加积极的影响。哺乳动物体内缺乏ω-3去饱和酶的基因,来自线虫Caenorhabditis elegans的Δ15-脂肪酸去饱和酶(Δ15Des)可以将体内ω-6多不饱和脂肪酸(polyunsaturated fatty acids, PUFAs)转化为ω-3 PUFAs。利用PiggyBac转座子(PB)系统构建表达Δ15 Des酶活性的转基因小鼠可以在较短时间内繁育出稳定遗传的纯合子转基因小鼠,整合率高达35.1%。饲料中添加6%ω-6 PUFAs饲喂小鼠,通过气相色谱(gas chromatography, GC)检测小鼠体内脂肪酸的变化,荧光定量PCR(quantitative PCR,qPCR)和蛋白免疫印迹(Western blotting, WB)来检测Δ15 Des在小鼠体内的表达水平。从qPCR和GC结果分析,阳性小鼠的基因活性率为61.53%,与传统方法相比,Δ15 Des的转入效率及活性都显著提高,且纯合子比杂合子表达更高的活性,进一步验证了PiggyBac转座子系统高效...     

硬脂酰-辅酶A脱氢酶基因在食品级乳酸菌中的表达

为了实现硬脂酰-辅酶A脱氢酶1编码基因在乳酸乳球菌中的表达,采用PCR技术扩增获得人类scd1的编码序列。Nco I和Xba I双酶切后定向插入到食品级表达载体pNZ8149中,构建表达载体pNZ8149-scd1。电转化乳酸乳球菌NZ3900,经菌落PCR和测序鉴定scd1基因成功插入到乳酸乳球菌中。在乳链菌肽诱导下进行scd1的表达,转化株提取脂肪酸,进行脂肪酸含量的气相色谱分析。结果显示,SCD1转化菌株中的C16∶1n-7和C18∶1n-7脂肪酸组分比转化pNZ8149的对照组乳酸菌分别提高了92%~169%和53%~127%。文中以scd1基因为例,尝试并证明了脂肪酸脱氢酶类基因能够在食品级乳酸菌中有效表达,为后续研究奠定了基础。     

精胺对Azin1基因敲除小鼠体内Atp8a1基因表达调控的研究

目的 研究精胺对Azin1基因敲除小鼠体内Atp8a1基因表达的影响,并对其作用机理进行初步的探讨.方法 利用Real-time PCR检测正常小鼠和Azin1基因敲除小鼠体内Atp8a1基因的在mRNA水平上的差异表达情况;构建Atp8a1基因的启动子虫荧光素酶报告质粒;将启动子重组质粒转染NTH3T3细胞后,在细胞培养液中加入精胺,检测精胺对启动子活性的影响.结果 Atp8a1基因在Azin1基因敲除小鼠体内的表达量明显增加;精胺能够增强Atp8a1的启动子活性.结论 精胺能够通过增强Atp8a1的启动子活性而增强其在Ain1基因敲除小鼠体内转录水平的表达.