FMO3调控奶牛内质网应激及脂代谢的作用机制

Lipid metabolic disorder and endoplasmic reticulum stress are commonly pathophysiologic processes in energy metabolic diseases of dairy cows. FMO3 has been discovered as a regulator that related to lipid metabolism and endoplasmic reticulum stress in recent years. Therefore, we hypothesized that FMO3 may regulate lipid metabolic disorder and endoplasmic reticulum stress in bovine hepatocytes. Therefore, biopsy samples will be taken from dairy cows with fatty liver. Hepatocytes from newborn calf will be cultured in vitro, infected with over-expression, low-expression adenovirus and added with high concentration of NEFA respectively to detect the expression and activity of key factors in the pathways of lipid metabolism and endoplasmic reticulum stress. Consequently, the regulating mechanisms of FMO3 in lipid metabolism and endoplasmic reticulum stress induced by NEFA in bovine hepatocytes will be revealed. This study will provide valuable information to reveal the pathogenesis of lipid metabolic disorder and endoplasmic reticulum stress in dairy cows with fatty liver.

脂代谢紊乱和内质网应激是围产期奶牛脂肪肝、酮病等能量代谢障碍性疾病的主要病理生理学过程。FMO3是近年发现的与脂代谢和内质网应激有密切联系的调节分子。据此，推测FMO3有可能参与奶牛脂肪肝等能量代谢障碍性疾病所引发的脂代谢紊乱和内质网应激等病理生理学过程的调节。本项目拟通过脂肪肝病牛活检样本和体外培养奶牛肝细胞添加NEFA模拟脂肪肝模型，感染FMO3过表达及低表达腺病毒载体，检测脂代谢通路和内质网应激反应关键分子表达量的变化以及相关分子的活性等，以明确FMO3调节奶牛肝细胞脂代谢以及内质网应激的作用机制，为阐明奶牛脂肪肝脂代谢紊乱及内质网应激的发病机制提供理论依据。

奶牛酮病是围产期奶牛常见多发的营养代谢性疾病。脂肪肝与奶牛酮病在代谢机制上基本类似，并且往往同时发生。FMO3是一个新发现的调节脂代谢的基因，但是关于奶牛的代谢还是空白。因为奶牛的代谢机制与鼠和人完全不同，因此本项目以犊牛原代肝细胞和脂肪肝奶牛肝脏为研究对象，通过细胞感染FMO3低表达和过表达腺病毒载体以及NEFA诱导肝细胞内质网应激的方法检测FMO3对肝细胞脂代谢和内质网应激的调节，FMO3在脂肪肝奶牛肝脏中的表达，取得如下结果：.1）.酮病奶牛血液BHBA和NEFA水平明显高于正常奶牛。酮病奶牛肝脏FMO3的mRNA表达水平明显高于正常奶牛。.2）成功构建了FMO3低表达和过表达腺病毒载体，并且稳定感染了犊牛原代肝细胞，发现MOI=100时感染率可达80%左右。.3）FMO3低表达腺病毒载体明显降低FMO3的mRNA和蛋白表达水平，可降低60%左右；过表达腺病毒载体明显增加FMO3的mRNA和蛋白表达水平达7倍。.4）首次发现，FMO3过表达能显著上调脂代谢和内质网应激相关因子的表达量；FMO3下调能降低奶牛肝细胞脂代谢相关因子的表达量，同时降低NEFA介导的内质网应激。.5）FMO3过表达能增加细胞中TG的沉积和VLDL的分泌，低表达时则相反。.本研究结论的意义在于确定了FMO3在调控奶牛肝细胞脂代谢和内质网应激方面的作用，可为阐明奶牛的肝脂代谢特征提供新的研究基础并为奶牛脂肪肝和酮病的防治提供理论依据。