摘要
畜禽的产品品质和繁殖性能均与脂肪沉积密切相关，通过调控机体的脂肪沉积来提高畜禽产品品质和繁殖性能可以为我国畜禽养殖业的发展提质增效。脂肪酸对机体多项生理过程具有功能性的调控作用，亦被称为功能性脂肪酸。功能性脂肪酸除了可以自身进入细胞参与代谢外；还可以通过激活脂肪酸受体来引发信号传导（如胞内钙离子信号的激活）和代谢反应。目前，有关功能性脂肪酸调控脂肪沉积和繁殖性能的报道很少，且其内在的调控机制尚不清楚。 因此，本论文的目的是研究功能性脂肪酸（月桂酸、共轭亚油酸）以及脂肪酸下游信号钙离子对机体脂肪沉积和繁殖性能的影响，并从能量代谢、糖脂代谢、肠道菌群等角度揭示其可能机制。本论文包括以下5个部分： 1、月桂酸（lauricacid，LA）对肥胖小鼠脂肪沉积和发情周期的影响 将8周龄雌性C57BL/6J小鼠分为3组，分别饲喂普通日粮（Control）、高脂日粮（highfatdiet，HFD）和高脂日粮+1%月桂酸（HFD+LA），结果显示：（1）LA可以降低肥胖小鼠的脂肪沉积并改善其发情周期异常；（2）在糖脂代谢方面，LA可以缓解肥胖小鼠的糖代谢紊乱，并增加血清中含有C12月桂酸的鞘磷脂和溶血磷脂酰胆碱的含量；（3）LA可以提高肥胖小鼠的耗氧量和产热量并激活其褐色脂肪（brownadiposetissue，BAT）产热（UCP1的表达增加）。 2、共轭亚油酸（conjugatedlinoleicacid，CLA）对肥胖小鼠脂肪沉积和代谢产热的调控作用及机制 将8周龄雌性C57BL/6J小鼠分为3组：Control组、HFD组和高脂日粮+1.5%共轭亚油酸组（HFD+CLA），结果显示：（1）CLA显著降低肥胖小鼠的脂肪沉积并缓解其糖代谢紊乱；（2）CLA显著提高肥胖小鼠的耗氧量和产热量；（3）CLA可以促进肥胖小鼠肩胛骨的褐色脂肪（interscapularbrownadiposetissue，iBAT）产热以及皮下白色脂肪（inguinalwhiteadiposetissue，iWAT）的褐色化（UCP1和PGC1α的表达增加），并提高CD36和AMPK信号通路的表达。 此外：25μM的c9,t11-CLA和t10,c12-CLA可以促进小鼠BAT和iWAT来源的原代脂肪前体细胞（stromalvascularcells，SVC）的褐色和米色脂肪细胞生成以及CD36-AMPK信号通路的表达。而CD36和AMPK的抑制剂均可逆转CLA对SVC褐色和米色脂肪细胞生成的促进作用。因此：CLA通过CD36-AMPK信号通路来促进肥胖小鼠的BAT产热和iWAT的褐色化。 3、CLA对肥胖小鼠繁殖性能的影响及BAT的介导作用 我们还研究了CLA对肥胖小鼠繁殖性能的影响，结果发现：CLA可以缓解肥胖小鼠的发情周期紊乱并提高其产仔数。 为了阐明BAT在CLA改善肥胖小鼠繁殖性能中的介导作用，我们开展了BAT摘除实验。将8周龄雌性C57BL/6J小鼠分为4组：其中2组为假手术组，分别为HFD（sham）组和HFD+CLA（sham）组；另外2组为BAT摘除组，分别为HFD（iBAT-）组和HFD+CLA（iBAT-）组。结果显示：与HFD（sham）相比，CLA仍然可以降低肥胖小鼠的脂肪沉积，改善其发情周期和糖代谢的紊乱，并提高其能量代谢。而摘除小鼠BAT后，与HFD（iBAT-）相比，CLA虽然可以降低肥胖小鼠的脂肪沉积，但是无法改善肥胖小鼠的发情周期紊乱同时也不再影响肥胖小鼠的糖代谢和能量代谢。由此可见，BAT在CLA改善肥胖小鼠繁殖性能中起着关键的介导作用。 4、肠道菌群介导CLA调控肥胖小鼠脂肪沉积和繁殖性能的作用及机制 进一步，我们探究了肠道菌群在CLA调控肥胖小鼠脂肪沉积和繁殖性能中的介导作用。首先分析HFD和HFD+CLA组小鼠的肠道菌群可发现：与HFD相比，CLA会显著上调与脂肪沉积呈负相关或与能量代谢呈正相关的菌群；同时，CLA会显著下调与脂肪沉积或与雌性生殖类疾病呈正相关的菌群。 其次，我们通过粪菌移植实验（fecalmicrobiotatransplantation，FMT）来验证肠道菌群是否参与介导了CLA对肥胖小鼠脂肪沉积和繁殖性能的调控作用。将8周龄雌性C57BL/6J小鼠分为2组均饲喂HFD，分别灌胃无菌PBS（HFD）和HFD+CLA组小鼠的粪菌（HFD+FMT（HFD+CLA）），结果显示：与HFD组相比，FMT可以显著降低肥胖小鼠的脂肪沉积，改善其发情周期和糖代谢的紊乱，并提高其能量代谢，促进肥胖小鼠的BAT产热和iWAT的褐色化。 而为了验证在FMT实验中发挥作用的是菌群还是粪便中的代谢物，我们还进行了粪菌滤液移植实验（fecalfiltratetransfer，FFT）。将8周龄雌性C57BL/6J小鼠分为2组均饲喂HFD，分别灌胃无菌PBS（HFD）和HFD+CLA组小鼠的粪菌滤液（不含菌群微生物）（HFD+FFT（HFD+CLA））。结果显示：与HFD组相比，FFT对肥胖小鼠脂肪沉积、发情周期、糖代谢、能量代谢以及BAT激活和iWAT的褐色化均无影响。 因此：CLA会导致肥胖小鼠的肠道菌群组成变化，而肠道菌群参与介导CLA对肥胖小鼠脂肪沉积和繁殖性能的调控作用。 5、钙离子信号对肥胖小鼠脂肪沉积和繁殖性能的调控作用及机制 我们还探究了功能性脂肪酸下游的钙离子信号对肥胖小鼠脂肪沉积和繁殖性的调控作用及机制。我们将8周龄雌性C57BL/6J小鼠分为3组：Control组、HFD组和HFD+Ca2+组（饮水添加0.6%钙离子），结果显示：（1）Ca2+可以降低肥胖小鼠的脂肪沉积，缓解其发情周期紊乱并提高其产仔数；（2）Ca2+可以改善肥胖小鼠糖代谢紊乱并提高其能量代谢；（3）Ca2+可以促进肥胖小鼠的BAT产热和iWAT的褐色化。 综上所述，本论文得出以下结论： 1、LA可以降低肥胖小鼠的脂肪沉积并提高其繁殖性能，这可能与LA改善肥胖小鼠糖脂代谢紊乱以及通过激活BAT产热来提高其能量代谢有关。 2、CLA可直接通过激活CD36-AMPK信号通路来促进褐色和米色脂肪细胞生成、BAT产热和iWAT褐色化，进而提高肥胖小鼠的能量代谢，降低其脂肪沉积。 3、CLA可以提高肥胖小鼠的繁殖性能。其机制可能是，CLA可以改变肥胖小鼠的肠道菌群，变化的菌群可进一步激活BAT，进而改善肥胖小鼠的糖代谢和提高其能量代谢，最终减少肥胖小鼠的脂肪沉积和提高其繁殖性能。 4、钙离子可以降低肥胖小鼠的脂肪沉积并提高其繁殖性能，这可能与钙离子激活BAT产热和iWAT褐色化、提高肥胖小鼠的能量代谢以及缓解糖代谢紊乱有关。 因此，本论文阐明了功能性脂肪酸月桂酸、共轭亚油酸和脂肪酸下游信号钙离子对机体脂肪沉积和繁殖性能的调控作用及其可能机制。研究结果丰富拓展了人们对功能性脂肪酸调控作用以及脂肪沉积和繁殖性能调控机制的科学认识，同时为研发提高畜禽养殖水平和效率的营养调控技术提供了理论基础和试验依据。
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