豬糖皮質(zhì)激素受體研究進(jìn)展課件

1、太湖豬（二花臉、梅山豬）品種特點(diǎn)體型小、生長慢性成熟早、產(chǎn)仔率高脂肪型、瘦肉率低肉質(zhì)鮮美、IMF含量高性情溫順，母性好太湖豬（二花臉、梅山豬）品種特點(diǎn)體型小、生長慢比利時(shí)皮特蘭豬品種特性 體型較大、生長速度快 瘦肉率高 豬應(yīng)激綜合征 PSE肉比利時(shí)皮特蘭豬品種特性 體型較大、生長速度快豬的個(gè)性（翻背試驗(yàn)）豬的個(gè)性（翻背試驗(yàn)）Breed3-days10-days17-daysErhualian3.360.22Aa1.980.19Ab1.760.24AbPietrain8.000.40Ba5.580.51Bb4.210.40BcPie X EHL6.171.85Ca5.260.23Bb3.660.

2、25BcDifferent superscript letters indicate 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.皮特蘭豬: 高抵抗、應(yīng)激敏感 二花臉豬: 低抵抗、應(yīng)激耐受翻背試驗(yàn)“Backtest”評(píng)分Breed3-days10-days17-days

3、ErhuaLi et al. / Livestock Science 113 (2008) 169177 二花臉豬表現(xiàn)較強(qiáng)的行為可塑性：上車后第15分鐘試圖逃脫，表現(xiàn)較多的異常行為，但15分鐘后即安靜下來，大多數(shù)時(shí)間蹲坐或躺臥。 皮特蘭豬表現(xiàn)顯著的刻板行為：從上車到2小時(shí)運(yùn)輸結(jié)束，表現(xiàn)很高頻率和很長時(shí)間的恐懼相關(guān)的肌肉緊張，呆板站立。 皮特蘭豬行為刻板，適應(yīng)性差，而二花臉豬行為模式可塑性強(qiáng)，適應(yīng)性強(qiáng)。2小時(shí)運(yùn)輸過程中的行為表現(xiàn)Li et al. / Livestock Science 血液激素和生化指標(biāo)二花臉組織損傷少，但皮質(zhì)醇水平是皮特蘭豬的2倍。EHL: dashed line; PIE:

4、 real lineCK: creatine kinase; LDH: lactate dehydrogenase 血液激素和生化指標(biāo)EHL: dashed line; PIE肉質(zhì)指標(biāo)和肌肉能量代謝二花臉豬運(yùn)輸后的肉質(zhì)比皮特蘭豬好，肌肉能量儲(chǔ)存較高Li et al. / Meat Science 81 (2009) 218223肉質(zhì)指標(biāo)和肌肉能量代謝Li et al. / Meat ScEHLPIE二花臉豬肝臟糖異生能力顯著高于皮特蘭 在饑餓和應(yīng)激狀態(tài)下更容易維持血糖穩(wěn)態(tài) 清除血液中乳酸的能力強(qiáng)，有效防止酸中毒 二花臉豬肝臟糖異生三個(gè)關(guān)鍵酶都顯著上調(diào) 丙酮酸羧化酶（PC）線粒體磷酸烯醇式丙酮酸

5、羧激酶（PEPCK-m）果糖-1,6-二磷酸酶（FBPase）EHLPIE二花臉豬肝臟糖異生能力顯著高于皮特蘭 在饑餓和應(yīng)MR GR 11-HSD1 11-HSD2海馬 - 下丘腦 - 垂體 - 腎上腺（HHPA）軸海馬：GR/MR 11-HSD1/2下丘腦：CRH垂體：ACTH腎上腺：皮質(zhì)醇（酮）MR GR 11-HSD1 11-HSD2海馬 - 下丘 糖皮質(zhì)激素受體 性狀整合調(diào)控的候選基因海馬：應(yīng)激敏感性肝臟：糖異生肌肉：能量代謝和肉質(zhì)脂肪：脂肪沉積GR基因的調(diào)控！ 糖皮質(zhì)激素受體 性狀整合調(diào)控的候選基因海馬：應(yīng)激敏感性糖皮質(zhì)激素受體經(jīng)典作用途徑糖皮質(zhì)激素受體經(jīng)典作用途徑GR 信號(hào)途徑經(jīng)典

6、核受體途徑（GRE or nGRE）其他轉(zhuǎn)錄因子協(xié)同途徑（不依賴GRE）染色質(zhì)重塑協(xié)同因子膜受體途徑 GR 信號(hào)途徑老基因，新熱點(diǎn) 國際醫(yī)學(xué)和表遺傳學(xué)研究靶點(diǎn) 糖皮質(zhì)激素受體基因 人類和實(shí)驗(yàn)動(dòng)物 最受關(guān)注的藥物靶點(diǎn) 啟動(dòng)子SNP與復(fù)雜性狀相關(guān) 環(huán)境和營養(yǎng)的程序化調(diào)控 表觀遺傳機(jī)制調(diào)控轉(zhuǎn)錄 豬（cDNA，2006） 與抗逆、肉質(zhì)性狀有關(guān) 受母體營養(yǎng)程序化調(diào)控 品種間存在顯著差異 表觀遺傳機(jī)制？ 老基因，新熱點(diǎn) 國際醫(yī)學(xué)和表遺傳學(xué)研究靶點(diǎn) 糖皮質(zhì)激人類 GR 基因啟動(dòng)子結(jié)構(gòu) 人類 GR 基因啟動(dòng)子結(jié)構(gòu) 大鼠GR 基因啟動(dòng)子結(jié)構(gòu) (1) Weaver, et al., Nat Neurosci 7:

7、 847-54 (2004)(2) Lillycrop, et al., J. Nutr. 135: 1382-1386 (2005)Rats: DNA methylation and H3K9 acetylation in GR exon 17 promoter are modified by maternal care (1) and maternal protein restriction (2).大鼠GR 基因啟動(dòng)子結(jié)構(gòu) (1) Weaver, et al有其母（養(yǎng)母）必有其女：大鼠“好媽媽”、“壞媽媽”，新生仔鼠代養(yǎng)，分為四組；無論什么遺傳背景，好媽媽哺育的雌性后代也成為好媽媽；伴隨

8、海馬GR基因表達(dá)的改變；伴隨GR表遺傳修飾的變化；這種后天獲得的表型可以遺傳。有其母（養(yǎng)母）必有其女：母鼠妊娠期蛋白限飼改變仔鼠肝臟GR啟動(dòng)子甲基化 J. Nutr. 135: 13821386, 2005.母鼠妊娠期蛋白限飼改變仔鼠肝臟J. Nutr. 135: 1豬 GR 基因啟動(dòng)子克隆和測序 豬 GR 基因啟動(dòng)子克隆和測序 豬GR基因啟動(dòng)子結(jié)構(gòu) Exon3-BoundaryPosition14GGCCCAAGgt-4473 to -430115CTTCAAGTgt-3825 to -376916GGCCCAGAgt-3597 to -351817AAGACCAGgt-3207 to -3

9、14718GCCAACAGgt-3026 to -293619/10GGGCAGAGgt-2654 to -2360111CTCAACAGgt-1851 to -1699 豬GR啟動(dòng)子的結(jié)構(gòu)和序列與人的同源性高于大鼠與人的同源性。豬GR基因啟動(dòng)子結(jié)構(gòu) Exon3-BoundaryPosiGR mRNA 5 變體表達(dá)具有組織特異性 ExonTissue distribution1-4LV=LDADHP1-5LV=LDAD=HP1-6LVLD=ADHP1-7LV=LD=ADHP1-8LV=LD=ADHP1-9/10LVLD=AD=HP1-11LV=AD=HPLD 豬GR第1外顯子呈組織特異性表達(dá)，

10、表明不同組織采用的啟動(dòng)子有所不同。GR mRNA 5 變體表達(dá)具有組織特異性 ExonTiGR mRNA 5 變體表達(dá)具有品種特異性LiverAdrenal cortexLWEHLGR mRNA 5 變體表達(dá)具有品種特異性LiverAdrGR啟動(dòng)子全長甲基化水平總體不存在品種差異大白豬二花臉豬 豬GR啟動(dòng)子甲基化水平普遍較低； 1517個(gè)CpG位點(diǎn)存在組織差異，主要分布于exon1-4之前，1-4,1-5之間，以及1-9,10和1-11之間； 肌肉甲基化程度顯著高于肝臟及海馬。Color Key0 0.2 0.4 0.6 0.8 1GR啟動(dòng)子全長甲基化水平總體不存在品種差異大白豬二花臉豬 豬某

11、些CpG 位點(diǎn)存在品種差異，并與TF有關(guān) 肝臟存在品種差異的位點(diǎn)有2個(gè)。涉及的轉(zhuǎn)錄因子：GR，sp1，C/EBP,STAT5/6。 背最長肌存在品種差異的位點(diǎn)有6個(gè)。涉及的轉(zhuǎn)錄因子：sp1, ATF2（組蛋白轉(zhuǎn)移酶）, CREB, MyoD， FOXM1，GR，ZAC-1，sp1, SMAD3/4, CTCF（抑制啟動(dòng)子轉(zhuǎn)錄活性）。某些CpG 位點(diǎn)存在品種差異，并與TF有關(guān) 肝臟存在品種差異轉(zhuǎn)錄因子表達(dá)和與啟動(dòng)子結(jié)合存在品種差異WBChIP轉(zhuǎn)錄因子表達(dá)和與啟動(dòng)子結(jié)合存在品種差異WBChIPGR啟動(dòng)子組蛋白乙酰化和甲基化p=0.15*0.000.200.400.600.801.001.201.4

12、01.60LDPSLVH3K9me values relative to total histone H3大白(n=5)二花臉(n=5)p=0.41*p=0.100.000.501.001.502.002.50LDPSLVH3K4me3 values relative to total histone H3大白(n=5)二花臉(n=5)H3K27me3H3AcH3K4me3H3K9meGR啟動(dòng)子組蛋白乙?；图谆痯=0.15*0.000.2豬GR基因3UTR的克隆以及靶向GR的microRNA的篩選 克隆了GR基因3UTR，篩選了10個(gè)靶向GR的microRNA，有待功能驗(yàn)證。豬GR基因3U

13、TR的克隆以及靶向GR的microRNA的篩母豬妊娠期和哺乳期飼喂高低蛋白日糧 HPLPHPLPWeaningFatteningGestation & lactation Sow35 d8 mon= low protein (6%、7%)組織采樣FinisherBirth= high protein (12%、14%)Growth & meat qualityMyofiber propertiesGene expressionEpigenetic regulationWeaner母豬妊娠期和哺乳期飼喂高低蛋白日糧 HPLPHPLPWea母體日糧蛋白改變斷奶仔豬肌肉 GR mRNA 變體的表達(dá)母

14、體日糧蛋白改變斷奶仔豬肌肉 Sequenom MassARRAY DNA 甲基化分析Sequenom MassARRAY DNA 甲基化分析肝臟GR Exon 1-4 甲基化 1 2 3 4GAGCGCCAGGGGCAGGGCAGGGTGGAGCTGCGGCAGCCTCCGCCCCCGTCTGCAGCT 5 6 GGCAAGCGCTGTCACCTGTGGGGGCGCAAAAGTTCCCTCCCCAAACCCTAAAGCCACA 7 8 9CAGCACAACCTTTCCCCGAGTCACAAAAATCGTAATATGTGCGGCCCAAGGTAGGAGGC 10 11 12 13 14 15TC

15、GGTCCCAAACGTTCCCAAGCCCTCTGGACGCGGCGGGCCGGGGAAGGGGGCTGGG 16 17 18 19 20GAGGGGGCCTCCCGCGCGGACACCCCTCACCGCACGCCCCTCTCTTTGGGGAAGGGCC 21 22 23 24 25ACGTGTTTCCTTCGAGCCGAGGAGGAGGCGCCTAACGGGCACAGCTGGAAGGAGTTTAATGC肝臟GR Exon 1-4 甲基化 1 肌肉GR Exon 1-4 甲基化 1 2 3 4GAGCGCCAGGGGCAGGGCAGGGTGGAGCTGCGGCAGCCTCCGCCCCCGTC

16、TGCAGCT 5 6 GGCAAGCGCTGTCACCTGTGGGGGCGCAAAAGTTCCCTCCCCAAACCCTAAAGCCACA 7 8 9CAGCACAACCTTTCCCCGAGTCACAAAAATCGTAATATGTGCGGCCCAAGGTAGGAGGC 10 11 12 13 14 15TCGGTCCCAAACGTTCCCAAGCCCTCTGGACGCGGCGGGCCGGGGAAGGGGGCTGGG 16 17 18 19 20GAGGGGGCCTCCCGCGCGGACACCCCTCACCGCACGCCCCTCTCTTTGGGGAAGGGCC 21 22 23 24 25ACGTGTTTCCTTCGAGCCGAGGAGGAGGCGCCTAACGGGCACAGCTGGAAGGAGTTTAATGC肌肉GR Exon 1-4 甲基化 1 啟示和問題 胚胎和新生期營養(yǎng)和應(yīng)激會(huì)改變各組織 GR基因的表遺傳修飾，從而調(diào)控GR表達(dá)， 改變生產(chǎn)性能（應(yīng)激敏感性、肉質(zhì)等）。 關(guān)鍵窗口期的營養(yǎng)和內(nèi)分泌干擾會(huì)產(chǎn)生長期的、甚至可遺 傳的影響（新的調(diào)控或育種方案？） 如何通過人工靶向調(diào)控GR表達(dá)改善豬的生