脂肪細胞膜蛋白免疫調控家畜體脂含量

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脂肪細胞膜蛋白免疫調控家畜體脂含量

 

脂肪過度沉積不僅降低畜產品質量，還威脅人類健康。科學家在尋找安全有效的降低成本并滿足消費者對低脂高蛋白需求的降低家畜體脂的方法。傳統(tǒng)方法是通過遺傳育種（培育瘦肉型品種）和營養(yǎng)調節(jié)（添加化學、激素類藥物等）來降低家畜體脂，但選育新品種周期長、投資大，同時不適合品質優(yōu)良的地方品種；在飼料中添加激素類藥物如“瘦肉精”等雖然能減少動物體脂沉積、增加瘦肉率，但其副作用和藥物殘留問題，會危害人體健康。
    國外新研究報道通過免疫調控技術降低動物體脂。目前，脂肪細胞膜蛋白免疫調控技術越來越受到重視，該技術通過主動免疫或被動免疫來破壞脂肪細胞，使脂肪細胞數目減少，限制其貯存脂肪的能力， 從而達到調控家畜生長、降低體脂的目的，且應用后不會殘留。研究報道，經脂肪細胞膜蛋白免疫的家畜，不僅脂肪沉積減少，瘦肉率增加，屠宰率、胴體品質、飼料報酬也有不同程度的提高。這為解決家畜體脂過度沉積帶來新的希望。
1脂肪細胞膜蛋白免疫調控的機理
    免疫調控技術是一種以免疫技術為核心的營養(yǎng)調控技術。脂肪細胞膜蛋白免疫
調控是一種利用動物自身防御系統(tǒng)來降低體脂沉積的方法。其免疫機制可能是抗體通過補體系統(tǒng)的介導，抑制前體脂肪細胞分裂, 引起細胞毒性和脂肪細胞代謝改變，
促進蛋白質合成等有關。
    補體系統(tǒng)介導脂肪細胞膜蛋白抗體存在種屬特異性?？贵w與脂肪細胞膜表面的抗原進行特異性結合，激活補體后刺激細胞浸潤的產生，誘導脂肪細胞溶解，或者結合抗體的脂肪細胞被淋巴細胞、巨噬細胞聚集，引起細胞毒性作用后影響生長，導致脂肪細胞的數量急劇下降，脂肪沉積降低。Futter等報道，給大鼠連續(xù)4d注射脂肪細胞膜抗血清，一周后用組織學方法觀察到脂肪團大量滲出，兩周后脂肪組織的細胞數量減少75%；但在補體缺乏的大鼠中抗體對其脂肪細胞無此效應。也有報道：對補體系統(tǒng)發(fā)育還不健全的2周齡仔豬進行免疫，不能破壞其脂肪細胞，但在3周齡時免疫，因補體系統(tǒng)出現才被破壞。由此可知補體介導作用是誘導脂肪細胞溶解的關鍵。 
    其次可抑制前體脂肪細胞的有絲分裂，使成熟脂肪細胞數量減少。前體脂肪細胞的增殖和分化導致脂肪細胞增殖；而前體脂肪細胞或脂肪細胞的凋亡或分解會導致脂肪細胞數目下降，降低脂肪沉積。Declercq等發(fā)現豬的基質－維管細胞(stromal-vascularcell)經培養(yǎng)后可分化為成熟的脂肪細胞，在培養(yǎng)物中加入脂肪細胞膜抗體和補體后，結果成熟脂肪細胞數量極顯著下降(p<0.01)。Declercq等和Killefer等發(fā)現單克隆抗體處理組豬的脂肪細胞體積極顯著減?。?/SPAN>p<0.01）。
    最后通過限制細胞膜上激素受體和載體的生理活性抑制脂肪細胞代謝，導致脂肪降解，促進蛋白質合成。Mononey 等報道脂肪分解代謝受激素調控，激素與受體結合后活化與受體偶聯的環(huán)腺苷酸酶或磷酸脂酶，使細胞內環(huán)腺苷酸水平升高，依賴環(huán)腺苷酸的蛋白激酶被活化，血液中脂類的轉運受到限制，最終激活激素敏感脂酶，促進體脂的分解。實踐證明經脂肪細胞膜蛋白抗體免疫后幸存的脂肪細胞貯存甘油三酯的能力降低；脂肪組織內磷酸甘油脫氫酶和脂蛋白脂酶的活性明顯降低，脂肪合成減少。
同時升高了的細胞內環(huán)腺苷酸可精細地促進了基因的轉錄，加強了蛋白質的凈合成，并減少體蛋白的分解氧化。其加強蛋白質合成的途徑如下：①環(huán)腺苷酸直接促進了肝中蛋白質的合成過程；②環(huán)腺苷酸為第二信使誘導生長激素（GH）分泌促進蛋白質合成，從而提高胴體瘦肉率。③免疫后導致血清胰島素濃度降低，這時抗體作用于胰島素受體，同時血清T3 濃度增高。
2脂肪細胞膜蛋白免疫技術
    脂肪細胞膜蛋白免疫技術有主動免疫和被動免疫兩種。主動免疫技術是利用同種動物的脂肪細胞膜蛋白連接到一種偶聯載體蛋白質上作為抗原，引起機體對脂肪組織產生主動免疫抑制作用。這方面的報道不多, Flint 首次在大鼠進行抗血清試驗和Hu在小鼠免疫試驗效果都不太理想，雖然脂肪組織中脂肪細胞數量減少，但隨著時間延長，脂肪細胞體積補償性生長，降低了免疫效果。與被動免疫相比，主動免疫操作簡單，但效果較差，如何改善其免疫效果有待進一步研究。
    被動免疫技術即給家畜注射脂肪細胞膜蛋白抗體，利用抗體去破壞脂肪細胞，使細胞不再分化，脂肪組織中細胞數目減少、體積縮小，其貯存的脂肪能力下降，從而降低家畜體脂含量。脂肪細胞膜蛋白上存在多個抗原決定簌，產生的抗體可分為多抗和單抗。隨著分子生物學技術的發(fā)展和抗體基因結構的闡明，利用DNA重組技術改造抗體，出現了基因工程抗體。抗體是體內的天然物質，不會對動物和畜產品造成危害，與其它技術相比更安全。
    多抗是利用脂肪細胞膜蛋白抗體的第一步。當動物受外來抗原刺激，B細胞表面抗體與抗原結合，B細胞會增殖克隆為一細胞群，它們針對抗原中不同的抗原決定簇會產生不同的抗體，這種免疫法獲得的血清稱為多抗。多抗的制備方法簡便易行，但除了識別脂肪細胞抗原決定簇還可識別其它細胞抗原決定簇, 特異性較差，易與肝細胞、紅細胞等存在交叉反應性，導致其它細胞的毒副作用，作用效果差。因此在多抗制備后需用肝細胞、紅細胞膜進行吸附，以除去非特異性抗體，提高抗體的特異性。
單抗是利用淋巴細胞雜交瘤技術分離純化家畜脂肪細胞膜蛋白，經乳化后，免疫小鼠，取脾細胞與SP20骨髓瘤細胞進行融合, 然后篩選抗家畜脂肪細胞膜蛋白單抗的雜交瘤細胞，雜交瘤細胞可通過體外培養(yǎng)或注射到小鼠腹腔內增殖，這樣，從細胞培養(yǎng)液或小鼠的腹水中，就可提取出大量的單抗。單抗純度高、特異性強、重復性好, 與肝臟、骨骼肌、腎臟等細胞不存在交叉反應，能作用于脂肪前體細胞和成熟脂肪細胞,還可用作探針研究脂肪細胞的分化和代謝以及膜蛋白的組成和結構等具有廣泛的應用前景。其免疫效果比抗血清好，但制備過程繁瑣，缺乏簡便性和易操作性。   
    基因工程抗體是利用基因工程技術生產抗體，通過分析脂肪細胞膜蛋白的氨基酸序列,推導其核苷酸序列，利用重組DNA技術將編碼特異性脂肪細胞膜抗體的基因DNA片段與克隆載體連接構建重組質粒，將重組質粒轉化至受體細胞中，然后篩選陽性克隆的重組DNA細胞進行亞克隆，再從受體細胞表達產物中純化特異性脂肪細胞膜蛋白抗體。該技術先進、產量高。探索利用重組基因－免疫技術生產脂肪細胞膜蛋白是一項極有發(fā)展前景的技術手段。Kartinen等和CRYERA等研究小鼠和人的肥胖癥方面有初步探索外，還未見更多的報道。
3脂肪細胞膜蛋白免疫調控家畜體脂含量
    家畜胴體背膘厚、瘦肉率低、飼料報酬率低等問題，難以適應市場競爭和滿足消費者的需求。脂肪細胞膜蛋白免疫調控技術應用于家畜生產可顯著降低體脂含量，促進蛋白質沉積，不影響屠宰率。主要原因在于動物體脂肪組織減少后會出現能量的重新分配，瘦肉組織補償性增加，采食量和飼料轉化率均有所提高。Panton的研究結果表明，抗脂肪細胞膜蛋白抗體能破壞脂肪細胞，使特定部位的脂肪減少，這種作用可持續(xù)6個月之久，機體脂肪減少是抗體和補體的結合使脂肪細胞數目和體積減小的結果。Nassar對腹膜內注射抗綿羊脂肪細胞膜蛋白抗體對羔羊生長和胴體性狀影響的研究表明，皮下脂肪減少18%，背膘厚度減少24%，腎周脂肪減少16%，皮下與腎周脂肪組織中脂類含量顯著降低，同時蛋白質和氮沉積增加，雖然體重降低，但不影響屠宰率。KESTINSR發(fā)現脂肪細胞膜蛋白抗體對豬的作用最明顯，皮下注射可使注射部位脂肪沉積顯著減少，并能持續(xù)3個月；給3周齡仔豬腹膜內注射抗血清，至95 kg時屠宰，背膘厚度降低30%，前肢分離肉塊中脂肪減少25%，瘦肉量增加12% 。同時應用脂肪細胞膜蛋白被動免疫技術提高鼠、綿羊、雞、牛、兔子等胴體瘦肉率，降低體脂的效果已被大量的研究報道所證明。
    目前一些品質優(yōu)良的地方品種家畜用雜交的方式來降低胴體體脂含量，必然會導致某些重要的遺傳基因丟失，不利于生物多樣性的保護。而利用膜蛋白免疫技術調控體脂含量，無疑能達到降低體脂含量，提高胴體品質，有利于保留原來遺傳特性，有效保護我國優(yōu)良地方品種的遺傳資源。
4 應用脂肪細胞膜蛋白免疫調控技術需注意的問題
    首先應確定脂肪細胞膜蛋白成分及特異性膜蛋白并了解其功能。脂肪細胞膜蛋白組分及其具有組織和種屬特異性的膜蛋白的報道較多，且結果不一致。因此，利用基因重組技術產生特異的脂肪細胞膜蛋白抗體，確定各種家畜的脂肪細胞膜蛋白成分，找出其中的特異性蛋白并了解其功能是今后研究的重點。其次確定最佳的免疫方式。主動免疫操作簡單，但效果較差；而被動免疫效果雖好，卻很繁瑣。注射單抗比多抗的效果好，且不存在交叉反應，不影響采食量。免疫效果還與家畜的補體系統(tǒng)和免疫器官發(fā)育完善有關。免疫時間、注射劑量、注射次數、日齡、品種、抗血清滴度、被免疫動物的應激反應等都會影響脂肪細胞膜蛋白免疫效果。

 

廣東海洋大學動物科學系/鄭曉靈 劉艷芬 潘穎斌

牧童

這么好的貼子怎么至今沒人頂啊???????????????????

無敵獸醫(yī)

很有深度  不過俺正在做一些中藥類的相關實驗