FABP3基因在调控奶牛乳腺上皮细胞数量中的应用

本发明涉及分子生物学，具体涉及fabp3基因在调控奶牛乳腺上皮细胞数量中的应用。

背景技术：

1、乳腺是雌性哺乳动物泌乳的重要器官，由分泌系统、支持系统、导管系统和神经系统等共同构成(ferreira et al.,2013)。奶牛乳腺上皮细胞作为奶牛乳腺组织的主要细胞类型，是唯一可以合成和分泌乳汁的高度分化的功能细胞。奶牛乳腺上皮细胞的数量会影响乳腺的发育和退化，当奶牛乳腺上皮细胞的增殖超过凋亡时，乳腺生长；反之，则乳腺退化。此外，体外培养的奶牛乳腺上皮细胞在乳腺生长发育和泌乳机制的研究以及乳腺生物反应器应用等方面具有重要作用，但乳腺上皮细胞体外增殖培养比较困难，因此，了解奶牛乳腺上皮细胞的增殖和凋亡，可为奶牛乳腺发育与功能研究以及乳腺上皮系的建立奠定基础。

2、细胞死亡机制，如凋亡和铁死亡，对乳腺组织的健康和功能具有重要影响。凋亡是一种程序性细胞死亡方式，过度凋亡可能导致乳腺组织损伤，进而影响泌乳量和质量。铁死亡是一种新型的细胞程序性死亡形式，其特点是铁离子过量积累和脂质过氧化。铁死亡的关键因素是谷胱甘肽过氧化物酶(gpx4)的降低，其核心在于谷胱甘肽耗竭和gpx4活性下降，导致细胞抗氧化能力降低，脂质过氧化反应增加，进而触发细胞死亡。通过促进gpx4的自噬降解，放大铁死亡。因此，gpx4在铁死亡过程中扮演关键角色，其降低是铁死亡触发的重要因素。

3、脂肪酸结合蛋白(fatty acid binding protein，fabp)是一个多基因家族的成员，通过非共价、可逆方式结合疏水配体。1972年从大鼠空肠中提取了第一个fabp，并在哺乳动物中发现了9种类型。fabp3(脂肪酸结合蛋白-3)，也称为h-fabp，是一种细胞质蛋白，参与长链脂肪酸的内转运，并在心肌、骨骼和平滑肌等组织中表达。fabp3是脂肪酸结合蛋白家族成员之一，在线粒体β氧化过程中发挥关键作用，帮助将脂肪酸转运到线粒体，从而促进能量生产。fabp3的异常表达与多种代谢疾病相关，特别是心脏病和代谢综合症。目前有研究采用基因过表达和rna干扰技术在细胞水平上对fabp3进行正负功能调控，增加和减少其在泌乳期奶牛乳腺上皮细胞中的表达，发现fabp3可在mrna和蛋白水平反馈调节srebp1和pparγ的表达，同时增加脂滴的形成(fabp3基因在奶牛乳腺上皮细胞中的功能研究，东北农业大学硕士学位论文，2014年)。还有研究以fabp3基因为研究对象，通过构建脂多糖诱导奶牛乳腺上皮细胞炎症模型，发现fabp3在奶牛乳腺上皮细胞和外周血白细胞中均高效表达，且lps有效诱导细胞中fabp3的表达(fabp3对lps诱导的奶牛乳腺上皮细胞炎症反应的调控及机制研究，华中农业大学硕士学位论文，2018年)。但fabp3基因与奶牛乳腺上皮细胞增殖和死亡之间的关系还未见有报道。

技术实现思路

1、针对上述现有技术，本发明的目的是提供fabp3基因在调控奶牛乳腺上皮细胞数量中的应用。本发明研究发现：fabp3基因能够调控奶牛乳腺上皮细胞发生细胞凋亡和铁死亡，并调控细胞增殖，从而调控奶牛乳腺上皮细胞数量，为奶牛乳腺发育与功能研究以及乳腺上皮系的建立奠定了基础。

2、为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、本发明的第一方面，提供fabp3基因在如下(1)-(4)任一项中的应用：

4、(1)调控奶牛乳腺上皮细胞增殖；

5、(2)调控奶牛乳腺上皮细胞凋亡；

6、(3)调控奶牛乳腺上皮细胞铁死亡；

7、(4)构建奶牛乳腺上皮细胞系。

8、上述应用中，fabp3基因的核苷酸序列如seq id no.1所示。

9、上述应用中，fabp3基因可以作为靶标基因，通过调节fabp3基因表达量的变化，可以调控奶牛乳腺上皮细胞的增殖、凋亡和铁死亡，进而调控奶牛的乳腺发育，也有利于奶牛乳腺上皮细胞系的构建。

10、本发明的第二方面，提供促进fabp3基因表达的物质在如下(1)-(3)任一项中的应用：

11、(1)制备提高奶牛乳腺上皮细胞数量的产品；

12、(2)制备促进奶牛乳腺发育的产品；

13、(3)构建奶牛乳腺上皮细胞系。

14、优选的，所述促进fabp3基因表达的物质为含有fabp3基因的重组表达载体。

15、更优选的，所述含有fabp3基因的重组表达载体由如下方法构建而成：

16、hindiii和xhoi双酶切pcdna3.1-t2a-egfp2载体，将fabp3基因的cds区连入酶切后的pcdna3.1-t2a-egfp2载体。

17、优选的，所述促进fabp3基因表达的物质通过如下i)-iii)至少一条途径来提高奶牛乳腺上皮细胞数量：

18、i)抑制奶牛乳腺上皮细胞凋亡；

19、ii)抑制奶牛乳腺上皮细胞铁死亡；

20、iii)促进奶牛乳腺上皮细胞增殖。

21、本发明的第三方面，提供一种提高奶牛乳腺上皮细胞数量的方法，包括以下步骤：

22、将含有fabp3基因的重组表达载体转染至奶牛乳腺上皮细胞中，通过抑制奶牛乳腺上皮细胞凋亡和铁死亡、促进奶牛乳腺上皮增殖来提高奶牛乳腺上皮细胞数量。

23、本发明的有益效果：

24、本发明通过构建fabp3基因过表达载体和干扰片段，分别转染奶牛乳腺上皮细胞，发现过表达fabp3基因能够促进奶牛乳腺上皮细胞的增殖、抑制奶牛乳腺上皮细胞凋亡和铁死亡，从而提高了奶牛乳腺上皮细胞的数量。本发明为促进奶牛乳腺发育和奶牛乳腺上皮细胞系的构建提供了新的研究方向，具有重要的实际应用价值。

技术特征：

1.fabp3基因在如下(1)-(4)任一项中的应用：

2.促进fabp3基因表达的物质在如下(1)-(3)任一项中的应用：

3.根据权利要求2所述的应用，其特征在于，所述促进fabp3基因表达的物质为含有fabp3基因的重组表达载体。

4.根据权利要求3所述的应用，其特征在于，所述含有fabp3基因的重组表达载体由如下方法构建而成：

5.根据权利要求2所述的应用，其特征在于，所述促进fabp3基因表达的物质通过如下i)-iii)至少一条途径来提高奶牛乳腺上皮细胞数量：

6.一种提高奶牛乳腺上皮细胞数量的方法，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结本发明公开了FABP3基因在调控奶牛乳腺上皮细胞数量中的应用，属于分子生物学领域。本发明通过构建FABP3基因过表达载体和干扰片段，分别转染奶牛乳腺上皮细胞，发现过表达FABP3基因能够促进奶牛乳腺上皮细胞的增殖、抑制奶牛乳腺上皮细胞发生凋亡和铁死亡，从而提高了奶牛乳腺上皮细胞的数量。本发明为促进奶牛乳腺发育以及奶牛乳腺上皮细胞系的构建提供了新的研究方向，具有重要的实际应用价值。技术研发人员：师科荣,范思思,王昌伟,张勤,刘廷俊受保护的技术使用者：山东农业大学技术研发日：技术公布日：2024/11/14