日糧高碘對獺兔生長軸相關激素基因mRNA表達的影響

秦 楓， 潘孝青， 邵 樂， 李 晟， 李 健， 楊 杰

（江蘇農業科學院畜牧研究所，江蘇南京210014）

碘是動物體內不可缺少的微量元素，調節甲狀腺激素的合成與代謝。甲狀腺激素可以通過參與機體營養物質的代謝，影響動物的生長發育、繁殖以及機體健康等。甲狀腺激素是內分泌軸的重要激素，對下丘腦-垂體-生長激素軸有重要的影響。據報道，甲狀腺激素在垂體GH合成與分泌中起著關鍵的作用(Valcavi等，1992)。然而碘攝取過量將導致甲狀腺炎、甲狀腺腫大、甲減/甲亢等疾病的發生，此外還影響腦發育（Guo等，2006；Yang等，2006）。本試驗擬以獺兔為試驗動物，探討日糧中不同水平的碘對獺兔內分泌生長軸基因mRNA的影響，為獺兔碘的安全補飼提供科學參考。

1 材料與方法

1.1 試驗動物和飼養管理 選擇120只體況良好、體重為（2235.4±13.04）g、4 月齡獺兔作為試驗動物，試驗前統一驅蟲。試驗在江蘇省農業科學院六合試驗兔場進行。試驗前對兔舍兔籠進行徹底清掃、消毒。試驗獺兔2只為一籠，分別在早上08∶30和下午15∶30飼喂兩次，試驗獺兔飼喂基礎料，飼料為2～3 cm顆粒料，自由飲水，每天清掃衛生，并做好各種記錄。預試期內進行分組。

1.2 試驗設計 采用單因素完全隨機試驗設計，將120只獺兔隨機分為4組，碘添加水平分別為0、0.2、2、4 mg/kg 干物質（對照組、低水平組、中水平組、高水平組）。試驗時間為2012年10—12月，預試期7 d，正式期28 d。

1.3 試驗日糧 試驗日糧配制參照NRC（1977）兔飼養標準（NRC，1977），代謝能供給量為1.2倍的維持需要。碘以碘酸鉀的形式在日糧中添加。基礎日糧組成及營養水平見表1。

表1 日糧組成和營養水平（干物質基礎）

1.4 樣品采集 在試驗結束時，每組各隨機抽取體重相近獺兔5只，空腹24 h后進行屠宰，采集垂體、肝臟組織，液氮保存。

1.5 實時熒光定量PCR測定垂體GH、肝臟IGF-1和IGFBP1 mRNA

1.5.1 總RNA提取 用Trizol法抽提垂體、肝臟樣品中的總RNA，樣品中RNA濃度用紫外分光光度計（260 nm）測定。RNA樣品經2.0%變性瓊脂糖凝膠電泳，EB染色后觀察分析，無拖尾現象和其他雜帶，則認為RNA樣品質量可靠。

1.5.2 RT反應 采用10 μL反應體系，在0.2 mL Eppendorf管中依次加入模板RNA1.0μL，50μmol/L Oligo dT 0.5 μL，100 μmol/L 隨機引物 0.5 μl，5×PrimerScript Buffer 2 μL，PrimerScript RT Enzyme Mix I 0.5 μL，RNase free H2O 5.5 μL。 在ABI 9700型PCR儀上37℃保溫15 min使逆轉錄反應完全后，85℃、5 s終止反應。 產物加入 90 μL RNase free H2O稀釋至 100 μL，儲存在-20℃冰箱，用于后續試驗。

1.5.3 熒光定量PCR分析 引物序列及擴增條件見表 2。 20 μL PCR 反應體系：10 μmol/L Forward primer 0.4 μL，10 μmd/L Forward primer 0.4 μL，2×SuperRealPreMix（SYBR Green）10 μL，RNase free H2O 8.2 μL，RT 產物 1 μL。

表2 基因引物序列及擴增片段

1.5.4 基因相對表達量計算方法 以看家基因（GAPDH）作為內參基因，以垂體、肝臟組織cDNA作為模板， 進行 GAPDH、GH、IGF-1、IGFBP1 基因實時熒光定量PCR檢測，用得出的CT值制作擴增效率曲線。 試驗采用比較 Ct法（2－△△Ct）進行GH、IGF-1、IGFBP1基因mRNA相對表達量的統計分析。試驗以GAPDH作為持家基因，從而校正不同樣品初始模板量的差異，每個樣品重復三次，從而獲得平均 Ct值，采用 2－△△Ct法計算樣品間 GH、IGF-1、IGFBP1基因mRNA的相對表達量。 2－△△Ct法采用的公式如下：

△△Ct=[Ct（目的基因，試驗樣品）-Ct（GAPDH，試驗樣品）]-[Ct（目的基因，參照樣品）-Ct（GAPDH，參照樣品）]。

每個樣品的 2－△△Ct值即是該樣品 GH、IGF-1、IGFBP1基因mRNA的相對表達量。

1.6 數據分析 運用Excel整理數據，采用SPSS 17.0中單因素ANVOA統計分析，Duncan’s法進行多重比較，P＜0.05為顯著差異。

2 結果與討論

試驗結果見圖1、2、3。結果顯示，與對照組相比，中水平組、高水平組垂體 GH、肝臟IGF-1基因mRNA表達略有下降，GH表達分別下降3.8%、8.6%，IGF-1表達分別下降 25.8%、19.6%，但均無統計學差異（P>0.05）。此外，肝臟IGFBP1基因mRNA表達高水平組比對照組高14.2%，但也無顯著影響（P＞0.05）。

圖1 日糧碘對獺兔垂體GH基因mRNA表達的影響

圖2 日糧碘對獺兔肝臟IGF-1基因mRNA表達的影響

圖3 日糧碘對獺兔肝臟IGFBP1基因mRNA表達的影響

碘是甲狀腺激素的重要組成成分，其作用主要通過甲狀腺激素體現的。相關研究報道，碘缺乏和碘過量會影響動物體內與甲狀腺激素相關基因的表達（張瑞等，2009；王琨等，2008）。本試驗主要研究了過量碘對獺兔生長軸相關激素基因表達的影響。甲狀腺激素、生長激素和IGF-1是調節動物生長和發育的重要內分泌激素。GH通過IGF-1的介導而起生長調節作用。肝臟是產生IGF-1的最主要器官。IGF-1的作用主要通過受體IGF-1R介導，它具有酪氨酸激酶活性，并通過PI3K/AKP信號通路傳遞作用。甲狀腺激素影響生長是通過改變GH的分泌及影響，作用強弱是通過GH調控IGF-1的合成與分泌實現的 （Wolf等，1989）。GH/IGF-1軸不僅影響動物的生長和其甲狀腺功能，而且還影響甲狀腺激素的代謝 （Torre等，2000；J?rgensen 等，1999）。

本試驗中，發現短期內日糧添加高碘對GH/IGF-1生長軸激素基因mRNA表達沒有顯著影響。分析原因為：一方面是試驗獺兔為青年兔，高碘的添加量可能還不到獺兔最大耐受量；另一方面是短期內碘的作用還可能受到Wolff-Chaikoff法則的影響。但也有研究報道，甲狀腺激素可以上調大鼠海馬組織中GH及其受體的表達，并促進GH信號轉導、促進NSCs和前體細胞向神經元分化，在腦的發育期，這種上調作用呈現在轉錄和翻譯兩個水平，進入幼年期之后這種促進作用僅僅表現在翻譯水平上，提示甲狀腺激素促進腦的生長發育功能可能是通過GH介導而實現的 （湯慧芹，2010）。在外周甲狀腺激素對維持血清GH的濃度起著重要的調節作用 （Davis和Tremont，2007；Silva等，2006）。正常血濃度的甲狀腺激素能增加垂體細胞GH基礎分泌、甲狀腺激素缺乏可導致垂體GH儲備降低，其機制可能是甲狀腺激素與垂體細胞核內的甲狀腺激素受體結合后，作用于GH基因啟動子5'上游區域的正性甲狀腺激素應答元件，從轉錄水平調控GH基因的表達（Sugawara等，1994）。新近的研究還顯示，甲狀腺激素可以誘導多聚腺苷酸（polyA）的合成來保護GHmRNA免受核糖核酸酶的降解，從而提高GHmRNA的穩定性（Silva等，2006）。除調控GH基因表達外，甲狀腺激素還可促進垂體細胞對促生長激素釋放激素的反應，進而促進GH的合成與分泌 （Jones等，1990）。這些現象提示，GH功能的正常發揮，在很大程度上依賴于甲狀腺激素。GH也可直接或間接調節外圍T4的代謝，通過GH誘導外圍T4脫碘轉變成 T3（Jorgensen 等，1989）。

3 結論

綜上所述，試驗期內，高碘日糧對獺兔內分泌生長軸相關激素及蛋白表達無顯著影響，由此可見，短期內飼喂高碘日糧不會引起獺兔內分泌軸變化，不會影響其健康與生長，但相關研究還需要進一步深入，以確定獺兔碘供給安全上限。

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