小型猪中IGF-1及其受体表达特征及作用机制的研究

动物矮小的机理是倍受关注但又了解甚少的科学问题。其中，小型猪矮小机理已成为本领域的研究热点。本课题组的研究发现，藏猪、版纳猪等小型猪血清IGF-1含量显著低于大猪，但血清GH含量差异不显著，上述现象的产生机理尚不明确。为进一步揭示IGF-1及其受体与小型猪矮小机制的关系，本研究拟以西藏小型猪和军牧一号猪为研究对象，测定不同发育阶段血清中IGF-1的浓度及骨骼IGF-1受体的表达特征，揭示血清IGF-1及其受体与猪体型性状的相关关系。对IGF-1及其受体基因的多态性（SNP）进行分析，探索其与矮小性状的关系。同时，对肝脏组织中IGF-1 mRNA和蛋白质表达水平及其对GH的应答进行系统的比较研究，探索IGF-1的作用机制。本项目旨在揭示猪体型与IGF-1及其受体之间的关系，为阐明猪矮小性状的形成提供资料。

西藏小型猪和巴马香猪是我国特有的珍贵小型猪，现已作为动物模型被广泛用于生物医学中，但其生长发育机制及矮小性状形成的机理尚不明确。GH-IGF-IGFBPs(IGF-R)生长轴对生长的调控作用一直是动物生长调控领域研究的热点问题。本项目以巴马香猪和西藏小型猪为研究对象，以军牧1号白猪、东北野猪和大白猪为对照，在观察了以上各因子在不同体型性状猪的出生、断奶及成年阶段的表达特征后，进行了各因子的单核苷酸多态性位点（SNP）基因频率及连锁不平衡分析，还针对潜在可能影响基因表达的一些SNP位点进行了初步研究，期望从基因结构和基因表达上获得导致矮小性状的关键基因和基因型，为动物体型控制的机理提供必要线索和资料。结果表明，在大小型猪中，IGFBP-3和IGFBP-7的基因表达是IGFBPs家族中呈现明显差异的成员；较IGF-1而言，IGF-1R基因表达对大小型猪体型的影响作用更大。GH信号肽区存在3个SNPs，大型猪的优势单倍型为TAA，小型猪的为CGG，这一差异可能会影响GH的分泌；对于IGF-1R基因3’UTR区，小型猪的优势等位基因为TC型，大型猪的为CT型，可能会影响潜在的miRNA的结合效率；IGF-1R基因第19内含子的19位，小型猪为A，大型猪均为G，可能会导致IGF-1R的可变剪切，有待进一步验证；IGFBPs中，IGFBP-3基因型的标记分型效应最为明显，其启动子区存在明显的转录因子结合位点差异。综上，我们推测：生长轴对猪生长的调节是多种因素共同作用的结果，虽然不同体型猪GH的表达水平未见显著差异，但GH的信号肽差异导致GH的胞外分泌效率不同，进而刺激IGF-1分泌的效率不同。IGF-1合成后，其最主要的结合蛋白IGFBP-3的表达差异使得IGF-1的半衰期有所差异，另外，IGF-1发挥功能所结合的受体IGF-1R的可变剪切也是影响IGF-1发挥功能的主要方面，以上推测尚待进一步实验验证。