LPS对奶牛乳腺上皮细胞乳糖代谢的影响及机制

来源 :黑龙江八一农垦大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:laopengyou123
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奶牛乳腺组织具有乳汁的分泌功能和应对炎症的应答功能。泌乳是哺乳动物的基本生理特征,而乳腺炎对所有哺乳动物都有较大的影响,尤其能够导致奶牛的泌乳量以及乳品质下降。乳糖是仅由乳腺上皮细胞分泌的能够通过调控渗透作用直接影响泌乳量的重要乳成分。致病性大肠杆菌是乳腺炎的主要致病菌之一,其细胞壁的主要成分脂多糖(Lipopolysaccharide,LPS)能够通过诱导乳腺上皮细胞的炎症应答反应从而干预糖代谢过程,并进一步调控乳糖的合成。但目前国内外鲜有相关报道。因此,本实验将以LPS处理奶牛乳腺上皮细胞系(MAC-T)为实验模型,研究LPS处理导致的急性炎症应答期间MAC-T代谢途径的改变,以及对乳糖合成的影响,为进一步理解奶牛乳腺上皮细胞急性炎症应答期间免疫与代谢之间的联系,以及选择更合理的免疫代谢调控方案保障奶牛乳腺健康提供新思路。本研究以不同浓度LPS处理MAC-T,通过细胞计数、显微镜观察、透射电镜观察以确定LPS最佳刺激浓度;通过紫外/可见光分光光度法检测细胞内糖酵解酶:己糖激酶(Hexokinase,HK)、磷酸果糖激酶(Phosphofructokinase,PFK)、丙酮酸激酶(Pyruvate kinase,PK)的活性、乳酸的含量、葡萄糖含量、乳糖含量、ATP的含量;Western blot以及实时荧光定量PCR检测蛋白激酶B(Protein kinase B,AKT1)、缺氧诱导因子-1α(Hypoxia inducible factor-1α,HIF-1α)、葡萄糖转运体1(Glucose transporter,GLUT 1)的表达;采用Seahorse XF 96细胞外通量分析仪检测细胞线粒体呼吸。本实验确定了LPS最佳刺激浓度为10μg·m L-1;测得LPS处理后MAC-T细胞的己糖激酶(P<0.0 001)、磷酸果糖激酶(P=0.0 005)、丙酮酸激酶(P<0.0 001)活性显著增强;糖酵解代谢产物乳酸的含量显著增加(P<0.0 001);糖酵解代谢调节蛋白AKT(P=0.0018)、p-AKT1(P=0.0 164),以及转录因子HIF-1α(P<0.0 001)的蛋白表达显著增加,AKT1(P=0.0 002)、HIF-1α(P<0.0 001)的m RNA的表达显著增加;氧化磷酸化代谢中ATP合成(P<0.0 001)、质子漏(P=0.0 037)显著减少,基础呼吸(P<0.0 001)、最大呼吸(P<0.0 001)、呼吸储备能力(P=0.0 017)显著减弱,而非线粒体呼吸和线粒体耦合效率没有明显变化;葡萄糖的含量(P<0.0 001)、GLUT 1的表达(P<0.0 001)显著增加,乳糖含量(P<0.0 001)显著减少。结论:LPS处理导致MAC-T的线粒体呼吸受到抑制,细胞对葡萄糖的摄取增加、消耗加快,葡萄糖大部分被用于糖酵解代谢,这可能与AKT1以及HIF-1α的增加有关。
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