鹅肥肝形成过程中内质网应激作用的研究

Goose fatty liver is delicious, nutritious, and expensive, and the technique for its production is unique. The industry of fatty liver faces some problems including forced feeding, uneven quality, high cost, and breeding difficulty. Revealing the mechanisms underlying the development of fatty liver may help address these problems. A few mechanisms were identified in some model mammals, but it is unknown these mechanisms are applicable to goose fatty liver due to the differences in lipid metabolism between goose and mammals. Recent studies indicate in mammals endoplasmic reticulum stress (ERS) plays an important role in the occurrence of hepatic insulin resistance (IR). Insulin resistance may induce hyperinsulinemia, which in turn promotes lipogenesis. In this study, quantitative PCR and immunoblotting will be used to determine whether treating both goose primary hepatocytes and geese with energy-rich nutrients activates the signaling pathways of ERS, induces overexpression of CHOP and TRIB3, the marker genes of ERS, and results in suppression of AKT phosphorylation and thus IR. This will be followed by assays with interfering RNA to determine the relationship between ERS and IR. It will also be determined whether the regulation of ERS by chemicals or adjustment of dietary components induces IR and hyperinsulinemia and promotes the development of fatty liver. To deepen the understanding of the role of ERS, target genes regulated by ERS will be identified. These genes may be used in future selection and breeding as fatty liver associated candidate genes. In summary, this study is aimed to addressing the role of ERS in the development of goose fatty liver.

鹅肥肝味美、有营养且生产工艺独特。揭示其形成机制将有助于解决肥肝生产面临的问题。研究表明哺乳动物的肝细胞内质网应激对胰岛素抵抗的形成十分重要，而胰岛素抵抗可诱发高胰岛素血症，促进脂肪合成。由于鹅在脂肪代谢方面的特点，该机制是否适用于鹅脂肪肝/肥肝尚不清楚。本研究将利用荧光定量PCR和免疫印迹法在鹅原代肝细胞和活体水平测定高能营养因子是否激活内质网应激信号通路，诱导下游标识基因的过表达，抑制AKT的磷酸化，引起胰岛素抵抗。利用干扰RNA抑制标识基因的过表达，可确定内质网应激与胰岛素抵抗间的因果关系。还将使用药物或调节饲料成分，确定调节内质网应激是否引起鹅出现胰岛素抵抗（高血糖、高胰岛素血症等），并促进肥肝形成。为加深对内质网应激作用的理解以及寻找相关候选基因为分子育种奠定基础，本研究将筛选内质网应激的靶基因。总之，本研究旨在阐明内质网应激对鹅肥肝形成的作用。

哺乳动物肝细胞中内质网应激(ERS)对胰岛素抵抗(IR)的形成十分重要，而后者可促进脂肪合成并诱发脂肪肝。相对于哺乳动物脂肪肝，鹅脂肪肝（或肥肝）是生理性的，可能有其独特性，因此内质网应激在鹅肥肝中的作用并不明确。本项目利用荧光定量PCR 和免疫印迹法检测ERS诱导剂、高能营养因子（葡萄糖、棕榈酸）或饲料加糖对ERS、IR和脂肪肝形成的影响，通过鹅肥肝、棕榈酸处理的肝细胞、ERS标记基因GRP78过表达细胞及对照的转录组分析，筛选鹅肥肝形成中受ERS调控的靶通路和基因，以及通过转录组分析和候选基因法探索鹅肝具有的特定保护成分。数据表明：在鹅肝脏或原代肝细胞中，ERS诱导剂可诱导ERS、IR和脂肪肝，在鹅原代肝细胞中高能营养因子也能诱导ERS和IR，而不饱和脂肪酸（油酸和亚油酸）可抑制棕榈酸的诱导作用。在现有生产条件下，虽然鹅肥肝形成过程中出现IR，但ERS基因的表达受到抑制。加糖饲料虽可促进IR和脂肪肝形成，但ERS基因的表达却受到进一步抑制。这些结果说明ERS可以诱导IR和脂肪肝形成，IR介导ERS对脂肪肝的诱导作用，调节ERS可以促进鹅肥肝形成。鹅肥肝中ERS对免疫相关基因的表达具有调节作用，并借此参与鹅肥肝的形成。此外，鹅可能具有特殊机制保护肥肝免受严重脂肪变性引起的毒性作用，包括ERS、炎症。增加脂联素受体基因、脂肪酸去饱和酶家族基因、线粒体相关基因的表达，减少促炎症因子TNFα、补体相关基因的表达为鹅肥肝提供了一定的保护。综上所述，本项目揭示了ERS和IR在鹅肥肝形成中的作用，有助于鹅肥肝形成机制的阐明。调控ERS和IR可以影响鹅肥肝的形成，饲料加糖是有效方法之一。鹅具有的特殊保护机制可为人类和其他畜禽脂肪肝的防治提供新的思路。