mTOR信号在应激家禽采食量调控中的作用

本课题拟研究的科学问题是：mTOR/S6K1信号途径在应激家禽采食调控中的作用？通过免疫组化技术分析mTOR、pmTOR、S6K1、pS6K1、S6和pS6蛋白在家禽下丘脑弓形核和室旁核中的存在，考察mTOR/S6K1信号途径与NPY/AgRP及POMC的共存在，确立mTOR/S6K1信号途径与采食调控的联系。利用western-blot和RT-PCR技术，分析不同饲喂状态下mTOR/S6K1信号途径的功能状态与磷酸化水平，考察下丘脑组织中NPY、POMC和AgRP等的mRNA表达水平，确定mTOR/S6K1信号对家禽采食的调控作用。建立皮质酮缓释和脑室注射模型，研究糖皮质激素对mTOR/S6K1信号途径及采食调节的影响，阐明mTOR/S6K1信号对应激家禽采食的调控机制。本研究所揭示的糖皮质激素对应激家禽采食的调控机制，对于深入了解家禽应激反应机理、建立家禽应激营养调控技术具有重要意义。

在家禽外周组织中mTOR能够感受细胞的能量状态，而在下丘脑神经元中mTOR是否具有调控机体能量摄入的作用尚属未知，本项目针对mTOR信号通路在应激家禽采食调控中的作用这一科学问题开展了研究。本项目利用糖皮质激素和脂多糖（LPS）建立应激动物模型，利用脑室注射技术建立食欲研究模型，利用相关蛋白的激活剂和抑制剂建立信号通路激活或阻断模型，系统研究了应激状态下雷帕霉素靶蛋白（mTOR）及AMP激酶（AMPK）信号通路在家禽食欲调控中的作用。研究发现，mTOR信号通路存在于下丘脑AgRP和POMC神经元中，mTOR信号通路并没有参与糖皮质激素对食欲的促进作用。相反，糖皮质激素的这一促进作用是通过AMPK途径实现的，阻断AMPK通路可以缓解糖皮质激素诱导的食欲增加现象。进一步的研究发现，阻断糖皮质激素受体也可以部分程度缓解糖皮质激素诱导的采食增加，证明应激状态下，糖皮质激素通过其受体，激活AMPK信号通路，上调NPY等食欲调控神经肽的基因表达，从而刺激采食。用LPS建立的家禽和小鼠免疫应激模型研究表明，LPS抑制食欲是通过激活mTOR信号通路而实现，阻断mTOR通路可以部分恢复LPS导致的厌食现象，而AMPK信号通路则不是主要调控途径。以上研究证明，mTOR和AMPK信号通路分别参与了LPS和糖皮质激素诱导的采食调控，为家禽食欲调控提供了科学依据。