IGF-1和PPARγ在不同豬種皮下脂肪中的差異表達研究

陶 璇，顧以韌，梁 艷，楊雪梅，鐘志君，楊躍奎，陳曉暉，曾 凱，呂學斌

（四川省畜牧科學研究院，動物遺傳育種四川省重點實驗室，四川 成都 610066）

脂肪組織不僅是動物機體能量儲存的一種形式，還參與調節包括食欲和能量消耗等多個機體功能，且對繁殖、炎癥和免疫反應等多個復雜的生理過程也有重要調控作用[1]。研究豬的脂肪代謝不僅有利于改善其胴體和肉質性能，還有助于推動人類肥胖和代謝性疾病的研究。

研究證實，胰島素樣生長因子1（IGF-1）是與動物生長、發育等密切相關的主要內分泌激素之一[2]，它能刺激多種細胞的增殖和分化，包括前脂肪細胞[3]，促使體脂的合成，而且前脂肪細胞和脂肪細胞都能分泌IGF-1。通過對脂肪形成的調節作用，IGF-1被認為是對脂肪組織起調節作用的主要因子之一[4]。過氧化物酶體增殖物激活受體γ（PPARγ）也是脂肪生成的重要調節因子，它可增強脂滴聚集，促進脂肪細胞分化、增殖和成熟脂肪的形成，對維持動物體內脂類代謝內環境的穩定具有重要作用[5-7]。

鑒于此，本試驗以外種豬大約克夏豬和四川省地方豬種丫杈豬、內江豬、成華豬、青峪豬、雅南豬、藏豬為研究對象，采用熒光定量PCR技術檢測IGF-1和PPARγ在不同豬種背部皮下脂肪中的表達差異情況，研究其與胴體及肉質相關性狀的相關性，為進一步探明不同豬種脂肪沉積能力及肉質差異形成的分子機制、改善豬胴體和肉質性能提供基礎數據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗于2015年4—10月在四川省畜牧科學研究院種豬科研基地進行。7個豬種包括引進豬種大約克夏豬和6個四川省地方豬種（丫杈豬、內江豬、青峪豬、雅南豬、成華豬、藏豬），每個豬種隨機選取3頭健康斷奶仔豬（30日齡），共計21頭，同一時間開始組建群體，相同品種同欄飼養，采用相同營養水平和飼喂方式，達到6月齡進行屠宰，屠宰前停食24 h，自由飲水。屠宰后迅速采集倒數3～4肋骨間對應處的背部皮下脂肪組織和背最長肌。

1.2 表型指標測定

體脂率和3點平均背膘厚參照“《豬胴體性狀測定技術規范》（NY/T 825—2004）”的方法測定并計算，肌內脂肪含量采用瑞士步琪（BUCHI）全自動快速抽提儀，參照國家標準“《肉與肉制品游離脂肪含量測定》（GB/T 9695.1—2008）”要求進行測定，單不飽和脂肪酸、多不飽和脂肪酸含量按“《食品安全國家標準食品中脂肪酸的測定》（GB 5009.168—2016）”的方法測定。

1.3 總RNA提取和QRT-PCR

脂肪組織的RNA按照miRNeasy Mini Kit（Qiagen,China）的操作說明書提取，QRT-PCR采用miS－cript II RT Kit（Qiagen,China）根據操作說明將RNA轉錄成cDNA，采用miScript SYBR?Green PCR Kit（Qiagen,China）在 CFX96 Real-Time PCR Detection System（Bio-Rad,USA）儀器上進行熒光定量檢測，每個反應體系20 μL。ACTB和TOP2B作為mRNA定量的內參基因，引物信息見表1。所有目的mRNA定量結果均通過熔解曲線分析驗證PCR產物的特異性，確保產物無引物二聚體，每個樣本重復3次，每次檢測含3個陰性對照。采用2-ΔΔCt法計算目的mRNA的相對表達量。

表1 引物信息

1.4 數據統計分析

運用GeNorm軟件計算看家基因的歸一化因子NF（Normalization factor）值，以目的基因的拷貝數與對應樣本的NF值的比值表示基因的相對表達量。采用SigmaPlot 12.5軟件對性狀指標和基因相對表達量進行統計分析（ANOVA），結果以“平均數±標準差”表示，并分析胴體及肉質性狀和基因相對表達量間的相關性。

2 結果與分析

2.1 胴體及肉質性狀測定

由表2可知，在7個豬種中，大約克夏豬體脂率最低，極顯著低于其它6個地方豬種（P＜0.01），地方豬種之間差異不顯著（P＞0.05），丫杈豬最低，內江豬最高；大約克夏豬平均背膘厚最小，雅南豬其次，內江豬最大，大約克夏豬平均背膘厚顯著或極顯著小于青峪豬（P＜0.05）、內江豬和藏豬（P＜0.01），6個地方豬種中，雅南豬平均背膘厚顯著小于內江豬、青峪豬和藏豬（P＜0.05）；大約克夏豬肌內脂肪含量最低，極顯著低于除青峪豬和成華豬之外的地方豬種（P＜0.01），6個地方豬種中內江豬肌內脂肪含量最高，青峪豬最低；單不飽和脂肪酸含量丫杈豬最高，青峪豬其次，大約克夏豬最低，顯著或極顯著低于除雅南豬之外的其余5個地方豬種（P＜0.05或P＜0.01），6個地方豬種中，丫杈豬、青峪豬極顯著高于雅南豬（P＜0.01）；多不飽和脂肪酸含量大約克夏豬極顯著高于地方豬種（P＜0.01），6個地方豬種間差異不顯著（P＞0.05）。

表2 不同豬種相關胴體及肉質性狀測定結果

2.2 IGF-1、PPARγ表達量

由表3可知，大約克夏豬IGF-1相對表達量顯著高于藏豬（P＜0.05），極顯著高于其余地方豬種（P＜0.01），地方豬種中藏豬IGF-1相對表達量顯著高于丫杈豬、內江豬、青峪豬（P＜0.05），內江豬最低；大約克夏豬PPARγ相對表達量極顯著高于青峪豬、藏豬（P＜0.01），顯著高于雅南豬（P＜0.05），與其余地方豬種差異不顯著（P＞0.05），地方豬種中成華豬最高，青峪豬最低，成華豬、丫杈豬顯著高于青峪豬和藏豬（P＜0.05）。

表3 不同豬種背部皮下脂肪IGF-1、PPARγ相對表達量

2.3 IGF-1、PPARγ表達量與胴體、肉質性狀的相關性

采用SigmaPlot 12.5分析了2種mRNA表達量與胴體、肉質相關性狀的相關性。由表4可知，IGF-1與體脂率和單不飽和脂肪酸含量呈極顯著負相關（P＜0.01），與平均背膘厚呈負相關（P＞0.05），與多不飽和脂肪酸含量呈極顯著正相關（P＜0.01），與肌內脂肪含量呈負相關（P＞0.05）；PPARγ與多不飽和脂肪酸含量呈極顯著正相關（P＜0.01），與平均背膘厚呈負相關（P＞0.05），與體脂率和肌內脂肪含量呈顯著負相關（P＜0.05），與單不飽和脂肪酸含量呈負相關（P＞0.05）。

表4 IGF-1、PPARγ表達量與胴體、肉質性狀的相關性分析

3 討論

脂肪組織不僅是動物機體能量儲存的一種形式，還參與調節包括食欲和能量消耗等多個機體功能，且對繁殖、炎癥和免疫反應等多個復雜的生理過程也有重要調控作用[8-9]。在豬上，脂肪還是影響豬經濟價值和肉質風味的重要因素[10-11]。因此，研究豬的脂肪代謝不但有利于改善胴體和肉質性能，還有助于推動人類肥胖和代謝性疾病的研究。研究發現，多不飽和脂肪酸含量高則豬肉品質變差，在貯存、加工過程中易氧化酸敗，單不飽和脂肪酸含量高則肉品質較好。本研究中6個地方豬種屬脂肪型豬種，脂肪沉積多，單不飽和脂肪酸含量除雅南豬外均顯著或極顯著高于大約克夏豬，多不飽和脂肪酸含量極顯著低于大約克夏豬，這與Wood等[11]研究發現背膘厚度與皮下脂肪中多不飽和脂肪酸含量呈反比的結果一致。說明地方豬種肉質優良，口感風味俱佳，是培育優質風味豬的優良素材。

IGF-1和PPARγ是脂肪生成的重要調節因子，具有促進脂肪細胞增殖、分化和體脂沉積的作用[3]。周杰等[12]研究發現，6月齡大白豬公豬皮下脂肪中IGF-1表達量顯著低于我國地方豬種二花臉公豬。盤道興等[13]發現，6月齡大白豬皮下脂肪中PPARγ表達量顯著低于我國地方豬種江口蘿卜豬、從江香豬。本研究中，6月齡大約克夏豬IGF-1表達量極顯著高于地方豬種青峪豬、雅南豬、丫杈豬、成華豬、內江豬，顯著高于藏豬，PPARγ相對表達量極顯著高于青峪豬、藏豬，顯著高于雅南豬，與丫杈豬、成華豬、內江豬差異不顯著，這與周杰等[12]和盤道興等[13]的研究結果有較大差異，其原因尚不明確。

本研究相關分析結果表明，IGF-1、PPARγ與體脂率呈極顯著和顯著負相關，與多不飽和脂肪酸含量呈極顯著正相關，這與IGF-1、PPARγ促進脂肪細胞增殖、分化和體脂沉積的作用不相符；此外IGF-1與單不飽和脂肪酸含量呈極顯著負相關，PPARγ與肌內脂肪含量呈顯著負相關，與盤道興等研究發現同一品種豬PPARγ基因表達量與肌內脂肪含量呈正相關的結果也相反[13]，產生這些差異的具體原因還不清楚。