20190618 周二
赖氨酸通过牛乳腺上皮细胞中的GPRC6A-PI3K-FABP5信号传导增强脂肪酸对乳脂合成的刺激
J. Agric. Food Chem. (IF: 3.4，1区)
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内容介绍
●研究背景
Lys是动物生产中第一种限制性必需氨基酸，已被证实可促进BMECs（牛乳腺上皮细胞）中乳脂的合成。FABP5（(也称为表皮FABP, E-FABP是FAB-脂肪酸结合蛋白的主要形式）是否介导Lys刺激乳脂合成，其具体的分子机制尚不清楚。越来越多的证据表明，GPRC6A是能量代谢、细胞增殖和分化的主要调控因子。精氨酸可通过GPRC6A-PI3K信号刺激细胞增殖。目前还没有关于GPRC6A是否介导Lys信号转导到细胞生理的报道。根据这些报道和我们之前的实验数据，我们推测Lys可能通过GPRC6A-PI3K信号刺激FABP5表达，从而增强fa诱导的BMECs中SREBP-1c表达和乳脂合成。
●研究方法
本研究探讨赖氨酸(Lys)对脂肪酸(FAs)诱导的乳脂肪合成的调控作用及其分子机制。主要为细胞培养，甘油三酯的测定，脂滴的观察，siRNA转染，等。
●研究结果
1.Lys剂量依赖于BMECs中细胞增殖、SREBP-1c表达和成熟以及乳脂合成，且在有FAs时Lys对乳脂合成的刺激作用大于无FAs时。Lys通过GPRC6A-PI3K信号通路刺激FABP5表达、SREBP-1c表达和成熟。Lys通过BMECs中的GPRC6A-PI3K-FABP5信号通路，增强了faso诱导的乳脂合成。
2.高剂量的Lys可能对BMECs具有细胞毒性作用。
3.本研究中使用的FAs(棕榈酸和油酸的混合物)刺激了BMECs中SREBP-1c的表达、成熟和乳脂合成。FAs参与了Lys对乳脂合成的信号传导。我们进一步观察到Lys刺激FABP5表达，而Lys需要FABP5来刺激BMECs中SREBP-1c的表达和成熟。fabp在各种细胞过程中发挥着重要作用，通过FAs和其他脂质的结合和转运发挥作用。FABP5是BMECs中主要的细胞内FA转运蛋白。
4．Lys刺激PI3K的活化，PI3K的抑制完全抑制了lysl刺激的FABP5表达和SREBP-1c的表达及成熟。PI3K介导lyss刺激的乳脂合成，我们推测Lys也可能以mTOR依赖的方式刺激BMECs中FABP5和SREBP-1c的表达和乳脂合成。
5. GPRC6A是Lys的受体，并提示GPRC6A也可能感知FAs。Lys通过GPRC6A信号通路以正反馈的方式发挥作用。
●研究结论
综上所述，我们的实验数据表明，GPRC6A是Lys刺激PI3K-FABP5-SREBP-1c信号转导导致乳脂合成的关键介质。综上所述，本研究发现Lys剂量依赖于BMECs中乳脂合成，Lys通过GPRC6A-PI3K-FABP5信号通路刺激fa依赖的SREBP-1c表达和成熟。我们的发现为氨基酸促进乳脂合成的机理提供了新的见解，并将促进提高乳脂生产技术的发展。
原文链接
Lysine enhances the stimulation of fatty acids on milk fat synthesis via the GPRC6A-PI3K-FABP5 signaling in bovine mammary epithelial cells. by Xueying Li, Ping Li, …, Xuejun Gao (2019)
http://dx.doi.org/10.1021/acs.jafc.9b02160
学者简介
张明辉
张明辉，女，副研究员，东北农业大学生命科学与工程学院。近五年主持科研项目概况如下：1.国家自然科学基金青年项目(31700683)，“氨基酸激活Annexin A2调节乳腺上皮细胞增殖及乳蛋白合成的分子机理”，主持人，2018.01-2020.12 2.国家基础科学人才培养基金(J1210069)，“转基因小麦品系特异性定性、定量检测方法的建立”，子项目主持人，2013.01-2016.12 3.黑龙江省自然科学基金(面上项目)(C2015003)，“旱稻锌指蛋白OsZFP1参与ABA介导的水分胁迫应答机制研究”，主持人，2015.07-2018.07 4.黑龙江省教育厅科学技术研究(面上)项目计划(12521018)，“转基因小麦品系特异性检测方法的建立”，主持人，2012.01-2014.12 5.东北农业大学博士启动基金项目(2012RCB19)，“苜蓿ERF转录因子的克隆与耐盐功能研究”，主持人，2013.01-2015.12。曾获黑龙江省高校科学技术奖三等奖第1名。
高学军
高学军，男，1969年生人，汉族。教授，博士生导师，东北农业大学B类责任教授。主讲课程:主讲本科生课程《动物生物化学》，主讲硕士研究生课程《高级动物生物化学》、《生物化学实验技术》、《分子生物学实验技术》，主讲博士研究生课程《功能基因组学研究理论与技术》、《分子生物学实验技术》等课程。研究方向:生物化学与分子生物学。主要研究领域:1.泌乳重要功能基因功能鉴定;2.乳业生物技术;3.农业转基因生物研发与检测。采用现代农业生物技术，开展提高动物生产性能的应用基础研究，为培养生物化学与分子生物学专业硕士博士生搭建了一个较高水平的科学研究平台。