油茶(Camellia oleifera Abel.)籽油促进牛乳腺上皮细胞中乳脂和乳蛋白合成相关基因的表达

Camellia (Camellia oleifera Abel.) seed oil promotes milk fat and protein synthesis-related gene expression in bovine mammary epithelial cells.

作者信息Wanqi Zhong, Jinglin Shen, Xiandong Liao, Xinlu Liu, Jing Zhang, Changhai Zhou, Yongcheng Jin
PMID31993168
发布时间2019-12-05
DOI10.1002/fsn3.1326

实验完整度

包含体外细胞实验(MAC-T细胞),涉及qPCR和Western blot验证基因和蛋白表达,但缺乏体内模型和功能验证。

主要模型

MAC-T牛乳腺上皮细胞

重点核对

细胞系:MAC-T牛乳腺上皮细胞 处理分组:对照组(150 μg/ml大豆油)和处理组(150 μg/ml油茶籽油),n=6 分化诱导培养基添加5 μg/ml催乳素 qPCR分析基因表达,Western blot分析蛋白水平

摘要

油茶(Camellia oleifera Abel.)籽油是中国常用的食用油。在中国古代文献中,它被认为有助于女性产后修复和泌乳。将油茶籽油(CO)作为奶牛饲料添加剂的研究较少。我们以大豆油(SO)作为对照,研究了CO对分化的牛乳腺上皮细胞(MAC-T)中乳脂和乳蛋白合成相关基因表达的影响。结果显示,CO增加了与脂肪酸从头合成相关的基因的表达,包括固醇调节元件结合蛋白1(SREBP1)、乙酰辅酶A羧化酶1(ACC)、脂肪酸合酶(FASN)、脂蛋白脂肪酶(LPL)和硬脂酰辅酶A去饱和酶(SCD)(p < .05)。在分析的乳蛋白基因中,CO增加了MAC-T细胞中β-酪蛋白mRNA的表达(p < .05),并降低了αS1-酪蛋白mRNA的表达(p < .05)。CO上调了与乳蛋白合成相关的通路,MAC-T细胞中磷脂酰肌醇3-激酶(PI3K)、RAC-α丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶(AKT1)和哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mTOR)的mRNA水平增加(p < .05)。核糖体蛋白S6激酶β-1(S6K1)基因被上调,真核起始因子4E(eIF4E)基因(p < .05)在CO处理后下调。janus激酶2(JAK2)、转录激活因子5-β(STAT5-β)和E74样因子5(ELF5)的mRNA表达水平在CO处理的MAC-T细胞中升高(p < .05)。同时,CO处理的MAC-T细胞中S6K1、STAT5-β、磷酸化mTOR(p-mTOR)、p-S6K1和p-STAT5-β的蛋白表达水平升高(p < .05)。总之,CO通过调节PI3K-mTOR-S6K1和JAK2-STAT5信号通路促进β-酪蛋白合成,并通过调节SREBP1相关基因影响脂肪酸合成。我们需要使用体内模型进一步确认CO的功能。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
油茶籽油作为饲料添加剂对牛乳腺上皮细胞中乳脂和乳蛋白合成相关基因表达的影响。
核心机制
CO通过SREBP1信号通路激活脂肪酸从头合成相关基因,并通过PI3K-AKT-mTOR-S6K1和JAK2-STAT5信号通路促进β-酪蛋白合成。
主要证据
在MAC-T细胞中,qPCR结果显示CO处理显著上调SREBP1、ACC、FASN、LPL、SCD、β-酪蛋白、PI3K、AKT1、mTOR、S6K1、JAK2、STAT5-β、ELF5的mRNA表达,下调αS1-酪蛋白和eIF4E;Western blot显示mTOR、p-mTOR、S6K1、p-S6K1、STAT5-β、p-STAT5-β蛋白水平升高。
研究意义
CO可能作为奶牛的潜在饲料补充剂,增加牛奶中的有益营养素,但其体内效果需进一步通过反刍动物饲养实验验证。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

细胞培养与分化

建立分化的牛乳腺上皮细胞模型,用于评估油茶籽油处理的效果。

将MAC-T细胞接种于6孔板,用含胰岛素、氢化可的松和胎牛血清的DMEM高糖培养基培养至100%汇合,然后分为对照组和处理组,分别加入150 μg/ml SO或CO,在含5 μg/ml催乳素的分化培养基中诱导分化4天,每24小时更换培养基。

2

RNA提取与qPCR分析

检测油茶籽油处理对乳脂和乳蛋白合成相关基因mRNA表达的影响。

处理后收集细胞,用TRIzol试剂提取总RNA,反转录合成cDNA,通过qPCR检测SREBP1、ACC、FASN、LPL、SCD、PPARγ、β-酪蛋白、αS1-酪蛋白、PI3K、AKT1、mTOR、S6K1、eIF4E、JAK2、STAT5-β、ELF5等基因的表达,以β-actin为内参,采用2-ΔΔCT法分析。

3

Western blot分析

验证关键信号通路蛋白及磷酸化水平的表达变化。

收集细胞蛋白,BCA法测定浓度,SDS-PAGE分离,转膜后用特异性抗体检测mTOR、p-mTOR、S6K1、p-S6K1、STAT5-β、p-STAT5-β,以β-actin为内参,通过化学发光成像系统显影,ImageJ软件定量。

4

统计分析

评估处理组与对照组之间基因和蛋白表达差异的统计显著性。

数据以均值±标准误表示,使用独立t检验评估处理效应。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

验证样本或模型特征
验证分子表达变化
数据分析与统计

产品清单

实验环节名称品牌货号
DMEM高糖培养基HyClone--
胎牛血清Gibco--
青霉素-链霉素HyClone--
胰岛素Sigma-Aldrich--
氢化可的松Sigma-Aldrich--
催乳素Sigma-Aldrich--
二甲基亚砜Sigma-Aldrich--
油茶籽油----
大豆油----
TRIzol试剂Thermo Scientific--
NanoDrop 2000分光光度计Thermo Scientific--
HiFiScript cDNA合成试剂盒CWBIO--
UltraSYBR混合物CWBIO--
Stratagene Mx3005P系统Agilent Technologies--
RIPA裂解缓冲液Sigma-AldrichR0278
蛋白酶抑制剂混合物Amresco Biochemicals and Life scienceM250
BCA蛋白测定Pierce--
硝酸纤维素膜Millipore Corp--
兔抗β-肌动蛋白多克隆抗体Affinity BiosciencesAF7018
兔抗mTOR多克隆抗体Biossbs-1992R
兔抗磷酸化mTOR (Ser2448)多克隆抗体Biossbs-3494R
兔抗牛STAT5多克隆抗体Biossbs-1142R
兔抗磷酸化STAT5a (Ser726)多克隆抗体Biossbs-5619R
兔抗S6K1多克隆抗体Biossbs-6370R
兔抗磷酸化S6K1 (Ser417)多克隆抗体Biossbs-5668R
山羊抗兔IgG-HRP抗体Sant Cruz Biotechnologysc-2004
ECL Western印迹底物Thermo Scientific--
化学发光成像系统Tanon--

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
细胞培养与分化
细胞系(MAC-T)、接种密度、培养基组成(DMEM高糖、胎牛血清、胰岛素、氢化可的松等)、处理浓度(150 μg/ml)、分化时间(4天)、催乳素浓度(5 μg/ml)
阅读提示:参见Methods 2.2 Cell culture
基因表达检测
qPCR引物序列、退火温度(60°C)、循环数(45)、内参基因(β-actin)
阅读提示:参见Methods 2.4 Quantitative PCR及Table 1
蛋白表达检测
一抗及稀释比例、二抗及稀释比例、蛋白上样量(10 μg)
阅读提示:参见Methods 2.5 Western blot analysis
统计分析
统计方法(独立t检验)、数据表示(均值±标准误)、重复数(n=3)
阅读提示:参见Methods 2.6 Statistical analysis