1、猪糖皮质激素受体研究进展 体型小、生长慢 性成熟早、产仔率高 脂肪型、瘦肉率低 肉质鲜美、IMF含量高 性情温顺,母性好猪糖皮质激素受体研究进展2 体型较大、生长速度快 瘦肉率高 猪应激综合征 PSE肉猪糖皮质激素受体研究进展3猪糖皮质激素受体研究进展4Breed3-days10-days17-daysErhualian3.360.22Aa1.980.19Ab1.760.24AbPietrain8.000.40Ba5.580.51Bb4.210.40BcPie X EHL6.171.85Ca5.260.23Bb3.660.25BcDifferent superscript letters in
2、dicate significant differences.Lower case annotates age difference(p0.05),capital case annotates breed difference(p0.001).More than 20 piglets from at least 5 litters were used in the test.皮特兰猪:高抵抗、应激敏感 二花脸猪:低抵抗、应激耐受猪糖皮质激素受体研究进展5Li et al./Livestock Science 113(2008)169177 二花脸猪表现较强的行为可塑性:上车后第15分钟试图逃脱
3、,表现较多的异常行为,但15分钟后即安静下来,大多数时间蹲坐或躺卧。皮特兰猪表现显著的刻板行为:从上车到2小时运输结束,表现很高频率和很长时间的恐惧相关的肌肉紧张,呆板站立。皮特兰猪行为刻板,适应性差,而二花脸猪行为模式可塑性强,适应性强。2小时运输过程中的行为表现猪糖皮质激素受体研究进展6血液激素和生化指标二花脸组织损伤少,但皮质醇水平是皮特兰猪的2倍。EHL:dashed line;PIE:real lineCK:creatine kinase;LDH:lactate dehydrogenase 猪糖皮质激素受体研究进展7肉质指标和肌肉能量代谢二花脸猪运输后的肉质比皮特兰猪好,肌肉能量储存
4、较高Li et al./Meat Science 81(2009)218223猪糖皮质激素受体研究进展8EHLPIE二花脸猪肝脏糖异生能力显著高于皮特兰 在饥饿和应激状态下更容易维持血糖稳态 清除血液中乳酸的能力强,有效防止酸中毒 二花脸猪肝脏糖异生三个关键酶都显著上调 丙酮酸羧化酶(PC)线粒体磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶(PEPCK-m)果糖-1,6-二磷酸酶(FBPase)猪糖皮质激素受体研究进展9MR GR 11-HSD1 11-HSD2海马海马-下丘脑下丘脑-垂体垂体-肾上腺(肾上腺(HHPA)轴)轴海马:海马:GR/MR 11-HSD1/2下丘脑:下丘脑:CRH垂体:垂体:ACTH肾上腺
5、:皮质醇(酮)肾上腺:皮质醇(酮)猪糖皮质激素受体研究进展10 糖皮质激素受体 性状整合调控的候选基因海马:应激敏感性肝脏:糖异生肌肉:能量代谢和肉质脂肪:脂肪沉积GR基因的调控!猪糖皮质激素受体研究进展11糖皮质激素受体经典作用途径猪糖皮质激素受体研究进展12GR 信号途径1.经典核受体途径(GRE or nGRE)2.其他转录因子协同途径(不依赖GRE)3.染色质重塑协同因子4.膜受体途径 猪糖皮质激素受体研究进展13老基因,新热点 国际医学和表遗传学研究靶点 糖皮质激素受体基因 人类和实验动物 最受关注的药物靶点最受关注的药物靶点 启动子启动子SNPSNP与复杂性状相关与复杂性状相关 环
6、境和营养的程序化调控环境和营养的程序化调控 表观遗传机制调控转录表观遗传机制调控转录 猪(cDNA,2006)与抗逆、肉质性状有与抗逆、肉质性状有关关 受母体营养程序化调受母体营养程序化调控控 品种间存在显著差异品种间存在显著差异 表观遗传机制?表观遗传机制?猪糖皮质激素受体研究进展14人类 GR 基因启动子结构 猪糖皮质激素受体研究进展15大鼠GR 基因启动子结构(1)Weaver,et al.,Nat Neurosci 7:847-54(2004)(2)Lillycrop,et al.,J.Nutr.135:1382-1386(2005)Rats:DNA methylation and H
7、3K9 acetylation in GR exon 17 promoter are modified by maternal care(1)and maternal protein restriction(2).猪糖皮质激素受体研究进展16有其母(养母)必有其女:大鼠“好妈妈”、“坏妈妈”,新生仔鼠代养,分为四组;无论什么遗传背景,好妈妈哺育的雌性后代也成为好妈妈;伴随海马GR基因表达的改变;伴随GR表遗传修饰的变化;这种后天获得的表型可以遗传。猪糖皮质激素受体研究进展17母鼠妊娠期蛋白限饲改变仔鼠肝脏GR启动子甲基化 J.Nutr.135:13821386,2005.猪糖皮质激素受体研究进
8、展18猪 GR 基因启动子克隆和测序 猪糖皮质激素受体研究进展19GR mRNA 5 变体表达具有组织特异性 ExonTissue distribution1-4LV=LDADHP1-5LV=LDAD=HP1-6LVLD=ADHP1-7LV=LD=ADHP1-8LV=LD=ADHP1-9/10LVLD=AD=HP1-11LV=AD=HPLD 猪GR第1外显子呈组织特异性表达,表明不同组织采用的启动子有所不同。猪糖皮质激素受体研究进展21GR mRNA 5 变体表达具有品种特异性LiverAdrenal cortexLWEHL猪糖皮质激素受体研究进展22GR启动子全长甲基化水平总体不存在品种差异
9、大白猪二花脸猪 猪GR启动子甲基化水平普遍较低;1517个CpG位点存在组织差异,主要分布于exon1-4之前,1-4,1-5之间,以及1-9,10和1-11之间;肌肉甲基化程度显著高于肝脏及海马。Color Key0 0.2 0.4 0.6 0.8 1猪糖皮质激素受体研究进展23某些CpG 位点存在品种差异,并与TF有关 肝脏存在品种差异的位点有2个。涉及的转录因子:GR,sp1,C/EBP,STAT5/6。背最长肌存在品种差异的位点有6个。涉及的转录因子:sp1,ATF2(组蛋白转移酶),CREB,MyoD,FOXM1,GR,ZAC-1,sp1,SMAD3/4,CTCF(抑制启动子转录活性
10、)。猪糖皮质激素受体研究进展24转录因子表达和与启动子结合存在品种差异WBChIP猪糖皮质激素受体研究进展25GR启动子组蛋白乙酰化和甲基化p=0.15*0.000.200.400.600.801.001.201.401.60LDPSLVH3K9me values relative to total histone H3大白(n=5)二花脸(n=5)p=0.41*p=0.100.000.501.001.502.002.50LDPSLVH3K4me3 values relative to total histone H3大白(n=5)二花脸(n=5)H3K27me3H3AcH3K4me3H3K9
11、me猪糖皮质激素受体研究进展26猪GR基因3UTR的克隆以及靶向GR的microRNA的筛选 克隆了GR基因3UTR,筛选了10个靶向GR的microRNA,有待功能验证。猪糖皮质激素受体研究进展27母猪妊娠期和哺乳期饲喂高低蛋白日粮 HPLPHPLPWeaningFatteningGestation&lactation Sow35 d8 mon=low protein(6%、7%)组织采样组织采样FinisherBirth=high protein(12%、14%)Growth&meat qualityMyofiber propertiesGene expressionEpigenetic
12、regulationWeaner猪糖皮质激素受体研究进展28母体日粮蛋白改变断奶仔猪肌肉 GR mRNA 变体的表达猪糖皮质激素受体研究进展29Sequenom MassARRAY DNA 甲基化分析猪糖皮质激素受体研究进展30肝脏GR Exon 1-4 甲基化 1 2 3 4GAGCGCCAGGGGCAGGGCAGGGTGGAGCTGCGGCAGCCTCCGCCCCCGTCTGCAGCT 5 6 GGCAAGCGCTGTCACCTGTGGGGGCGCAAAAGTTCCCTCCCCAAACCCTAAAGCCACA 7 8 9CAGCACAACCTTTCCCCGAGTCACAAAAATCGTAA
13、TATGTGCGGCCCAAGGTAGGAGGC 10 11 12 13 14 15TCGGTCCCAAACGTTCCCAAGCCCTCTGGACGCGGCGGGCCGGGGAAGGGGGCTGGG 16 17 18 19 20GAGGGGGCCTCCCGCGCGGACACCCCTCACCGCACGCCCCTCTCTTTGGGGAAGGGCC 21 22 23 24 25ACGTGTTTCCTTCGAGCCGAGGAGGAGGCGCCTAACGGGCACAGCTGGAAGGAGTTTAATGC猪糖皮质激素受体研究进展31肌肉GR Exon 1-4 甲基化 1 2 3 4GAGCGCCAGGGG
14、CAGGGCAGGGTGGAGCTGCGGCAGCCTCCGCCCCCGTCTGCAGCT 5 6 GGCAAGCGCTGTCACCTGTGGGGGCGCAAAAGTTCCCTCCCCAAACCCTAAAGCCACA 7 8 9CAGCACAACCTTTCCCCGAGTCACAAAAATCGTAATATGTGCGGCCCAAGGTAGGAGGC 10 11 12 13 14 15TCGGTCCCAAACGTTCCCAAGCCCTCTGGACGCGGCGGGCCGGGGAAGGGGGCTGGG 16 17 18 19 20GAGGGGGCCTCCCGCGCGGACACCCCTCACCGCACGC
15、CCCTCTCTTTGGGGAAGGGCC 21 22 23 24 25ACGTGTTTCCTTCGAGCCGAGGAGGAGGCGCCTAACGGGCACAGCTGGAAGGAGTTTAATGC猪糖皮质激素受体研究进展32启示和问题 胚胎和新生期营养和应激会改变各组织 GR基因的表遗传修饰,从而调控GR表达,改变生产性能(应激敏感性、肉质等)。关键窗口期的营养和内分泌干扰会产生长期的、甚至可遗 传的影响(新的调控或育种方案?)如何通过人工靶向调控GR表达改善猪的生长性能?中国地方猪的营养和品种保护方式值得反思。猪糖皮质激素受体研究进展33Acknowledgement2004CB11750539830290,30430420NoImage Major National Science&Technology Program(2009ZX08009-138B)Special Fund for Agro-scientific Research in the Public Interest(201003011)猪糖皮质激素受体研究进展34