脂肪细胞膜蛋白免疫调控家畜体脂含量

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脂肪细胞膜蛋白免疫调控家畜体脂含量

 

脂肪过度沉积不仅降低畜产品质量，还威胁人类健康。科学家在寻找安全有效的降低成本并满足消费者对低脂高蛋白需求的降低家畜体脂的方法。传统方法是通过遗传育种（培育瘦肉型品种）和营养调节（添加化学、激素类药物等）来降低家畜体脂，但选育新品种周期长、投资大，同时不适合品质优良的地方品种；在饲料中添加激素类药物如“瘦肉精”等虽然能减少动物体脂沉积、增加瘦肉率，但其副作用和药物残留问题，会危害人体健康。
    国外新研究报道通过免疫调控技术降低动物体脂。目前，脂肪细胞膜蛋白免疫调控技术越来越受到重视，该技术通过主动免疫或被动免疫来破坏脂肪细胞，使脂肪细胞数目减少，限制其贮存脂肪的能力， 从而达到调控家畜生长、降低体脂的目的，且应用后不会残留。研究报道，经脂肪细胞膜蛋白免疫的家畜，不仅脂肪沉积减少，瘦肉率增加，屠宰率、胴体品质、饲料报酬也有不同程度的提高。这为解决家畜体脂过度沉积带来新的希望。
1脂肪细胞膜蛋白免疫调控的机理
    免疫调控技术是一种以免疫技术为核心的营养调控技术。脂肪细胞膜蛋白免疫
调控是一种利用动物自身防御系统来降低体脂沉积的方法。其免疫机制可能是抗体通过补体系统的介导，抑制前体脂肪细胞分裂, 引起细胞毒性和脂肪细胞代谢改变，
促进蛋白质合成等有关。
    补体系统介导脂肪细胞膜蛋白抗体存在种属特异性。抗体与脂肪细胞膜表面的抗原进行特异性结合，激活补体后刺激细胞浸润的产生，诱导脂肪细胞溶解，或者结合抗体的脂肪细胞被淋巴细胞、巨噬细胞聚集，引起细胞毒性作用后影响生长，导致脂肪细胞的数量急剧下降，脂肪沉积降低。Futter等报道，给大鼠连续4d注射脂肪细胞膜抗血清，一周后用组织学方法观察到脂肪团大量渗出，两周后脂肪组织的细胞数量减少75%；但在补体缺乏的大鼠中抗体对其脂肪细胞无此效应。也有报道：对补体系统发育还不健全的2周龄仔猪进行免疫，不能破坏其脂肪细胞，但在3周龄时免疫，因补体系统出现才被破坏。由此可知补体介导作用是诱导脂肪细胞溶解的关键。 
    其次可抑制前体脂肪细胞的有丝分裂，使成熟脂肪细胞数量减少。前体脂肪细胞的增殖和分化导致脂肪细胞增殖；而前体脂肪细胞或脂肪细胞的凋亡或分解会导致脂肪细胞数目下降，降低脂肪沉积。Declercq等发现猪的基质－维管细胞(stromal-vascularcell)经培养后可分化为成熟的脂肪细胞，在培养物中加入脂肪细胞膜抗体和补体后，结果成熟脂肪细胞数量极显著下降(p<0.01)。Declercq等和Killefer等发现单克隆抗体处理组猪的脂肪细胞体积极显著减小（p<0.01）。
    最后通过限制细胞膜上激素受体和载体的生理活性抑制脂肪细胞代谢，导致脂肪降解，促进蛋白质合成。Mononey 等报道脂肪分解代谢受激素调控，激素与受体结合后活化与受体偶联的环腺苷酸酶或磷酸脂酶，使细胞内环腺苷酸水平升高，依赖环腺苷酸的蛋白激酶被活化，血液中脂类的转运受到限制，最终激活激素敏感脂酶，促进体脂的分解。实践证明经脂肪细胞膜蛋白抗体免疫后幸存的脂肪细胞贮存甘油三酯的能力降低；脂肪组织内磷酸甘油脱氢酶和脂蛋白脂酶的活性明显降低，脂肪合成减少。
同时升高了的细胞内环腺苷酸可精细地促进了基因的转录，加强了蛋白质的净合成，并减少体蛋白的分解氧化。其加强蛋白质合成的途径如下：①环腺苷酸直接促进了肝中蛋白质的合成过程；②环腺苷酸为第二信使诱导生长激素（GH）分泌促进蛋白质合成，从而提高胴体瘦肉率。③免疫后导致血清胰岛素浓度降低，这时抗体作用于胰岛素受体，同时血清T3 浓度增高。
2脂肪细胞膜蛋白免疫技术
    脂肪细胞膜蛋白免疫技术有主动免疫和被动免疫两种。主动免疫技术是利用同种动物的脂肪细胞膜蛋白连接到一种偶联载体蛋白质上作为抗原，引起机体对脂肪组织产生主动免疫抑制作用。这方面的报道不多, Flint 首次在大鼠进行抗血清试验和Hu在小鼠免疫试验效果都不太理想，虽然脂肪组织中脂肪细胞数量减少，但随着时间延长，脂肪细胞体积补偿性生长，降低了免疫效果。与被动免疫相比，主动免疫操作简单，但效果较差，如何改善其免疫效果有待进一步研究。
    被动免疫技术即给家畜注射脂肪细胞膜蛋白抗体，利用抗体去破坏脂肪细胞，使细胞不再分化，脂肪组织中细胞数目减少、体积缩小，其贮存的脂肪能力下降，从而降低家畜体脂含量。脂肪细胞膜蛋白上存在多个抗原决定簌，产生的抗体可分为多抗和单抗。随着分子生物学技术的发展和抗体基因结构的阐明，利用DNA重组技术改造抗体，出现了基因工程抗体。抗体是体内的天然物质，不会对动物和畜产品造成危害，与其它技术相比更安全。
    多抗是利用脂肪细胞膜蛋白抗体的第一步。当动物受外来抗原刺激，B细胞表面抗体与抗原结合，B细胞会增殖克隆为一细胞群，它们针对抗原中不同的抗原决定簇会产生不同的抗体，这种免疫法获得的血清称为多抗。多抗的制备方法简便易行，但除了识别脂肪细胞抗原决定簇还可识别其它细胞抗原决定簇, 特异性较差，易与肝细胞、红细胞等存在交叉反应性，导致其它细胞的毒副作用，作用效果差。因此在多抗制备后需用肝细胞、红细胞膜进行吸附，以除去非特异性抗体，提高抗体的特异性。
单抗是利用淋巴细胞杂交瘤技术分离纯化家畜脂肪细胞膜蛋白，经乳化后，免疫小鼠，取脾细胞与SP20骨髓瘤细胞进行融合, 然后筛选抗家畜脂肪细胞膜蛋白单抗的杂交瘤细胞，杂交瘤细胞可通过体外培养或注射到小鼠腹腔内增殖，这样，从细胞培养液或小鼠的腹水中，就可提取出大量的单抗。单抗纯度高、特异性强、重复性好, 与肝脏、骨骼肌、肾脏等细胞不存在交叉反应，能作用于脂肪前体细胞和成熟脂肪细胞,还可用作探针研究脂肪细胞的分化和代谢以及膜蛋白的组成和结构等具有广泛的应用前景。其免疫效果比抗血清好，但制备过程繁琐，缺乏简便性和易操作性。   
    基因工程抗体是利用基因工程技术生产抗体，通过分析脂肪细胞膜蛋白的氨基酸序列,推导其核苷酸序列，利用重组DNA技术将编码特异性脂肪细胞膜抗体的基因DNA片段与克隆载体连接构建重组质粒，将重组质粒转化至受体细胞中，然后筛选阳性克隆的重组DNA细胞进行亚克隆，再从受体细胞表达产物中纯化特异性脂肪细胞膜蛋白抗体。该技术先进、产量高。探索利用重组基因－免疫技术生产脂肪细胞膜蛋白是一项极有发展前景的技术手段。Kartinen等和CRYERA等研究小鼠和人的肥胖症方面有初步探索外，还未见更多的报道。
3脂肪细胞膜蛋白免疫调控家畜体脂含量
    家畜胴体背膘厚、瘦肉率低、饲料报酬率低等问题，难以适应市场竞争和满足消费者的需求。脂肪细胞膜蛋白免疫调控技术应用于家畜生产可显著降低体脂含量，促进蛋白质沉积，不影响屠宰率。主要原因在于动物体脂肪组织减少后会出现能量的重新分配，瘦肉组织补偿性增加，采食量和饲料转化率均有所提高。Panton的研究结果表明，抗脂肪细胞膜蛋白抗体能破坏脂肪细胞，使特定部位的脂肪减少，这种作用可持续6个月之久，机体脂肪减少是抗体和补体的结合使脂肪细胞数目和体积减小的结果。Nassar对腹膜内注射抗绵羊脂肪细胞膜蛋白抗体对羔羊生长和胴体性状影响的研究表明，皮下脂肪减少18%，背膘厚度减少24%，肾周脂肪减少16%，皮下与肾周脂肪组织中脂类含量显著降低，同时蛋白质和氮沉积增加，虽然体重降低，但不影响屠宰率。KESTINSR发现脂肪细胞膜蛋白抗体对猪的作用最明显，皮下注射可使注射部位脂肪沉积显著减少，并能持续3个月；给3周龄仔猪腹膜内注射抗血清，至95 kg时屠宰，背膘厚度降低30%，前肢分离肉块中脂肪减少25%，瘦肉量增加12% 。同时应用脂肪细胞膜蛋白被动免疫技术提高鼠、绵羊、鸡、牛、兔子等胴体瘦肉率，降低体脂的效果已被大量的研究报道所证明。
    目前一些品质优良的地方品种家畜用杂交的方式来降低胴体体脂含量，必然会导致某些重要的遗传基因丢失，不利于生物多样性的保护。而利用膜蛋白免疫技术调控体脂含量，无疑能达到降低体脂含量，提高胴体品质，有利于保留原来遗传特性，有效保护我国优良地方品种的遗传资源。
4 应用脂肪细胞膜蛋白免疫调控技术需注意的问题
    首先应确定脂肪细胞膜蛋白成分及特异性膜蛋白并了解其功能。脂肪细胞膜蛋白组分及其具有组织和种属特异性的膜蛋白的报道较多，且结果不一致。因此，利用基因重组技术产生特异的脂肪细胞膜蛋白抗体，确定各种家畜的脂肪细胞膜蛋白成分，找出其中的特异性蛋白并了解其功能是今后研究的重点。其次确定最佳的免疫方式。主动免疫操作简单，但效果较差；而被动免疫效果虽好，却很繁琐。注射单抗比多抗的效果好，且不存在交叉反应，不影响采食量。免疫效果还与家畜的补体系统和免疫器官发育完善有关。免疫时间、注射剂量、注射次数、日龄、品种、抗血清滴度、被免疫动物的应激反应等都会影响脂肪细胞膜蛋白免疫效果。

 

广东海洋大学动物科学系/郑晓灵 刘艳芬 潘颖斌

牧童

这么好的贴子怎么至今没人顶啊???????????????????

无敌兽医

很有深度  不过俺正在做一些中药类的相关实验