钩吻促肥育猪生长作用靶点筛选及其机制研究

In the study, we will assess the weight effect of gelsemium on finishing pigs, and then make use of transcriptome sequencing and proteomics techniques to detect changes in gene and protein expression, which would help us to find the relevant signaling pathways affected by gelsemium. According to above results, we would get a comprehensive “panorama” of expression profiles with incomplete and complementarity of transcriptome sequencing and proteomics techniques. Through exploring regulatory mechanisms of gelsemium growth-promoting effect on finishing pigs, the key genes and proteins in the regulation pathways would be found. And these two expression profiling detection technology will achieve complementarity and integration, by means of studying the effect of important functional gene in response of gelsemium on regulation of expression patterns and metabolism network, that would provide a solid theoretical foundation for further the development and utilization of Gelsemium. In addition, analyzes the composition of the structure and functional properties of these genes between different species / protein, so as to explore new research ideas Gelsemium different roles between different species in. In addition, analyzing structure and functional characteristics of these key genes and protein would provide new research ideas to explore the different roles of gelsemium in different species.

本课题将系统的评价钩吻对肥育猪的促生长作用及其机制，应用高通量转录组测序技术和蛋白质组学技术，分析肥育猪在饲喂钩吻后基因及蛋白质的变化情况，从而明确钩吻在体内作用相关基因、蛋白及调控通路。并在以上研究基础上，利用这两种不同表达谱研究手段的不完整性和互补性，通过综合分析而获得一个表达谱的“全景图”，系统而全方位地探讨钩吻对肥育猪促生长过程的调控机制，挖掘出通路中几个代表性的关键基因/蛋白。从RNA和蛋白水平同时去研究及验证一些重要功能基因响应钩吻作用后的表达调控模式及代谢调控网络，从而实现这两种研究手段的互补与整合，为钩吻进一步的开发利用提供坚实的基础理论依据。此外，从筛选得到的关键作用基因/蛋白入手，分析不同物种间这些基因/蛋白的组成结构与功能特性，从而为探寻钩吻在不同物种之间的不同作用提供新的研究思路

钩吻具有抗肿瘤，镇痛等作用，其发挥药理作用的主要成分为吲哚类生物碱，钩吻全草入药可医治人和动物各种疼痛，并且对动物具有较好的促生长作用。本课题系统的评价了钩吻对肥育猪的促生长作用及其机制。应用高通量转录组测序技术，分析了肥育猪在饲喂钩吻后基因及蛋白质的变化情况，结果表明钩吻对食欲、胰岛素、胆酸分泌、脂肪酸代谢以及生物钟节律均具有重要的调节作用，在转录组水平上系统分析了钩吻对仔猪肝脏中基因表达的影响，揭示了钩吻促生长相关机制。此外，钩吻能够提高育成猪机体免疫力，促进盲肠中乳酸杆菌增殖，对盲肠内大肠杆菌有一定的抑制作用，同时还可以调节育成猪盲肠菌群结构，改善小肠绒毛发育，缓解绒毛损伤，维持肠道的结构形态，增强肠道的吸收效率，加快育成猪的代谢能力。. 项目组采用LC-MS/MS建立了同时测定钩吻素甲、钩吻素子和胡蔓藤碱甲在猪血浆中的分析方法，优化了该3种有效成分的质谱参数，血浆和组织前处理方法，完成了钩吻中3种主要有效成分在猪血浆中的LC-MS/MS定量方法学研究，并进行了钩吻多组分的离子对与质谱条件优化，为建立钩吻多组分在血浆与组织的定量分析方法奠定了基础。. 通过体外抗炎作用研究发现，钩吻素子能够通过调控 NF-κB 和 p38、ERK MAPKs 信号通路抑制细胞因子和炎性介质的合成和分泌，通过调控介导细胞凋亡的线粒体通路抑制 LPS 诱导的 RAW264.7 细胞凋亡。同时钩吻素子还可以通过调控IPEC-J2细胞中SOD活性，LDH漏出率、MDA水平和ROS的产生，保护H2O2对IPEC-J2细胞的氧化损伤，抑制H2O2引起的IPEC-J2细胞凋亡；koumine在抑制H2O2引起的细胞凋亡过程中，减少了促凋亡蛋白Bax表达，升高了抑凋亡蛋白Bcl-2表达，使得Bax/Bcl-2 的比值在药物作用时随剂量的增加逐渐降低。说明koumine能够保护IPEC-J2细胞对抗H2O2诱导IPEC-J2的氧化损伤，具有一定的时间和剂量依赖关系，其作用机制与抑制细胞凋亡有关。本项目为钩吻在兽医临床和其他生物学领域的应用提供可靠的理论依据，为药用植物的抗炎促生长作用研究提供了新的思路。