草鱼转录因子CDX2和SP1调控肠道PepT1转运小肽的分子机理研究

The oligopeptide transporter (PepT1 ) plays a crucial role in animal intestinal uptake of di-/tri-peptides.Our preliminary studies revealed that grass carp transcription factors CDX2 and SP1 affected PepT1 gene expression,and we hypothesized that the tanscription factors may regulat PepT1 gene expression and its biological functions. Therefore, in this proposal, we plan to apply multiple cellular and molecular techniques to analyze co-expression of CDX2, SP1 and PepT1 in intestines,to identify the PepT1 promoter activity locus and the relationship of CDX2, SP1 and PepT1 promoter activity. We also apply nutrition regulatory approches to assay how different nutrition factors affect the expression of CDX2 and SP1 and function of PepT1. Thus, the significance of the work will lead us for a better understanding of how transcription factors in regulating PepT1 function in oligopeptide transport and it will also provide us with efficicy utilization of dietaory protein, reducing nitrogen pollution to the environment.

PepT1在动物肠道转运小肽中发挥重要的作用。我们的前期研究，揭示草鱼转录因子CDX2和SP1影响PepT1基因的表达。因此，我们推测草鱼CDX2和SP1调控肠道PepT1转运小肽。基于这一假想，本项目拟采用细胞和分子生物学技术，进行肠细胞CDX2、SP1和PepT1的空间表达特征，PepT1基因启动子活性位点鉴定，CDX2和SP1相互作用及其调控PepT1基因启动子活性的规律研究，阐明CDX2和SP1调控草鱼肠道PepT1基因表达的机制；进而利用体内和离体实验，采用营养调控技术，进行草鱼CDX2、SP1基因的表达和肠道PepT1转运小肽的相互作用规律研究，阐明草鱼CDX2和SP1调控肠道PepT1转运小肽的分子机理，为提高饲料蛋白吸收效率，减少氮对环境污染，配制高效环保饲料奠定理论基础。

饲料蛋白在肠道最终消化为氨基酸和小肽，这些蛋白消化产物绝大多数是以小肽的形式被肠道上皮细胞转运载体转运吸收，位于肠道上皮细胞的小肽转运载体（PepT1）在小肽吸收中发挥关键性作用。本项目利用生物学的方法和技术，从在体和离体实验研究了⑴ 转录因子CDX2、SP1 和PepT1 在草鱼肠细胞中表达特征分析。（2）研究了PepT1 基因启动子克隆及活性位点鉴定。⑶ 转录因子CDX2 和SP1 相互作用及其调控PepT1 基因的表达研究。⑷ PepT1 转运小肽和转录因子CDX2 和SP1的相互响应关系及基因调控网络研究。结果显示，转录因子CDX2、SP1 在草鱼肠道细胞核中表达其和膜蛋白PepT1 在肠细胞中共表达，明确了转录因子CDX2和SP1 相互作用，分别与PepT1 基因启动子有活性结合位点，揭示草鱼转录因子CDX2 和SP1 对PepT1 基因表达的调控机制；解析了草鱼肠道转录因子CDX2和SP1基因的表达与PepT1转运小肽的功能变化关系，揭示人为调控转录因子CDX2 和SP1 的表达影响肠道PepT1转运小肽的分子机理；研究与草鱼小肽PepT1转运相关网络调控基因氨肽酶APN，谷氨酰胺合成酶GS、谷氨酰胺转运载体ASCT2等基因表达特征及调控作用，谷氨酰胺二肽对CDX2 、SP1和PepT1 基因表达的影响，揭示改变肠道PepT1 转运小肽功能对草鱼转录因子CDX2 和SP1 的反馈作用。通过本项目的实施，阐明草鱼转录因子CDX2 和SP1 调控肠道PepT1 转运小肽的分子机理，揭示转录因子CDX2 和SP1 对草鱼肠道PepT1 转运小肽的功能调控，揭示鱼类肠道蛋白吸收的分子机制，为提高饲料蛋白利用效率，减少氮对环境的污染，配制高效环保饲料提供科学的理论基础。通过项目实施，目前已经发表文章9篇（SCI收录论文7篇），申请国家发明专利4项（2项授权）、培养已毕业硕士3名，3名硕士和1名博士在读。