HMGR基因在鲁西黄牛胆固醇合成中的作用及分子机制

体内胆固醇过高是引起心血管疾病的主要因素，而外源胆固醇的摄入主要来自畜产品。高档牛肉含有丰富的肌内脂肪，但胆固醇含量也相应提高。通过降低胆固醇含量开发功能性牛肉，对于保障人体健康具有重要意义。3-羟基-3-甲基戊二酰辅酶A还原酶（HMGR）是胆固醇合成过程中的一个重要的限速酶，在对其他物种研究的基础上，本项目拟选用鲁西黄牛从细胞水平分析胆固醇合成抑制剂和激活剂处理肝脏和肌内脂肪细胞后胆固醇合成及HMGR基因表达的变化；从mRNA和蛋白水平上分析HMGR基因在不同组织中的表达规律及其在胆固醇合成过程中的作用，确定HMGR基因的亚细胞定位；从DNA水平分析HMGR基因多态性与牛肉中胆固醇含量的相关性。研究结果将揭示HMGR基因在胆固醇合成中的作用和分子机理，为选育低胆固醇含量的肉牛新品系或通过营养手段调控胆固醇合成提供理论依据。

体内胆固醇过高是引起心血管疾病的主要因素，外源胆固醇主要来自畜产品。高档牛肉含有丰富的肌内脂肪，但胆固醇含量也相应提高。通过降低胆固醇含量开发功能性牛肉，对于保障人体健康具有重要意义。3-羟基-3-甲基戊二酰辅酶A还原酶（HMGR）是胆固醇合成过程中的一个重要的限速酶，在对其他物种研究的基础上，本项目拟选用鲁西黄牛从细胞水平分析胆固醇合成抑制剂和激活剂处理肝脏和肌内脂肪细胞后胆固醇合成及HMGR基因表达的变化；从mRNA和蛋白水平上分析HMGR基因在不同组织中的表达规律及其在胆固醇合成过程中的作用，确定HMGR基因的亚细胞定位；从DNA水平分析HMGR基因多态性与牛肉中胆固醇含量的相关性。通过利用不同浓度的胆固醇合成过程中激活剂甲羟戊酸（MEV）和抑制剂辛伐他汀（SIM）处理牛脂肪细胞后，发现不同抑制剂和激活剂浓度和不同时间点处理细胞后细胞形态、线粒体状态和脂滴形成情况有明显的变化。随着MEV浓度的增加，脂滴也不断增加，说明MEV对脂肪细胞的脂肪沉积有促进作用。随着抑制剂的浓度增加，细胞明显有死亡的情况，贴壁细胞数量减少，说明抑制剂对细胞活性有明显抑制作用；对牛HMGR基因多态性进行研究，发现在HMGR基因的第七外显子和第八外显子之间的内含子区域找到1个T11137C的SNP位点。经分析发现，在利木赞和鲁西黄牛的杂交群体中AA基因型个体的屠宰率、牛柳、上脑极显著高于AB基因型个体(P<0.01)；同时AA基因型个体与AB基因型个体相比，高档肉块占活重的比例达到了显著水平(P<0.05)。这也证明了HMGR基因可以作为脂肪代谢相关性状的分子标记。突变AB基因型的屠宰率、牛柳、上脑三个性状极显著低于AA基因型，可能是突变降低了氨基酸的合成速度，而且新的肽链结构也可能发生变化，从而降低了转录活性和细胞定位，导致生产性能降低。该突变位点对屠宰率、牛柳、上脑三个性状的影响，可推测可能在转录调控水平上影响该基因的表达量。研究结果将揭示HMGR基因在胆固醇合成中的作用和分子机理，为选育低胆固醇含量的肉牛新品系或通过营养手段调控胆固醇合成提供理论依据。