不同品種豬在不同生理階段骨骼肌葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)載體和胰島素受體表達(dá)的發(fā)育性變化

劉文佐 左建軍 代發(fā)文 葉 慧 曹慶云 周響艷 鄒仕庚黃志毅 職愛(ài)民 馮定遠(yuǎn)

（華南農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科學(xué)學(xué)院，廣州 510642）

不同品種豬在不同生理階段骨骼肌葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)載體和胰島素受體表達(dá)的發(fā)育性變化

劉文佐 左建軍 代發(fā)文 葉 慧 曹慶云 周響艷 鄒仕庚黃志毅 職愛(ài)民 馮定遠(yuǎn)?

（華南農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科學(xué)學(xué)院，廣州 510642）

本試驗(yàn)旨在研究不同品種豬在不同生理階段骨骼肌葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)載體（GLUT）1、GLUT4和胰島素受體（IR）mRNA表達(dá)的發(fā)育規(guī)律。試驗(yàn)以1、7、30、60、90和150日齡藍(lán)塘和長(zhǎng)白兩品種豬背最長(zhǎng)肌、半膜肌和半腱肌組織樣品cDNA為模板，采用實(shí)時(shí)熒光半定量PCR的方法，檢測(cè)豬GLUT1和GLUT4 mRNA在不同骨骼肌中的表達(dá)模式。結(jié)果顯示：1）1～150日齡藍(lán)塘和長(zhǎng)白豬背最長(zhǎng)肌、半膜肌和半腱肌GLUT1 mRNA表達(dá)存在相似的發(fā)育變化規(guī)律，在1日齡時(shí)相對(duì)表達(dá)豐度最高。2）1～150日齡藍(lán)塘和長(zhǎng)白豬半膜肌和半腱肌GLUT4 mRNA相對(duì)表達(dá)豐度隨日齡呈波形式變化，變化速度和程度存在品種差異。1日齡和150日齡時(shí)藍(lán)塘豬背最長(zhǎng)肌GLUT4 mRNA相對(duì)表達(dá)豐度低于同日齡長(zhǎng)白豬（P＞0.05），而在其余日齡時(shí)高于同日齡長(zhǎng)白豬（P＞0.05）。3）藍(lán)塘和長(zhǎng)白豬背最長(zhǎng)肌、半膜肌和半腱肌IRmRNA相對(duì)表達(dá)豐度在1和30日齡時(shí)表現(xiàn)出較高水平，而在7、60、90和150日齡時(shí)無(wú)顯著差異（P＞0.05）；同日齡藍(lán)塘和長(zhǎng)白豬之間IRmRNA相對(duì)表達(dá)豐度無(wú)顯著性差異（P＞0.05）。結(jié)果表明：豬骨骼肌GLUT1 mRNA的表達(dá)在不同生理階段存在差異，豬骨骼肌GLUT4 mRNA的表達(dá)在不同品種和生理階段存在顯著差異，且其與IRmRNA的表達(dá)相關(guān)性較弱，無(wú)明顯規(guī)律。

豬；生理階段；葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)載體1；葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)載體4；胰島素受體；發(fā)育規(guī)律

葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)載體（glucose transporter，GLUT）是介導(dǎo)葡萄糖分子進(jìn)入細(xì)胞的通道，其表達(dá)水平和蛋白質(zhì)活性對(duì)維持機(jī)體葡萄糖穩(wěn)態(tài)和提供營(yíng)養(yǎng)底物具有重要的意義。目前，哺乳動(dòng)物GLUT可以分為 3類［1］，其中第 1類包括 4種，分別為GLUT1、GLUT2、GLUT3和GLUT4，分布組織廣泛，對(duì)調(diào)節(jié)機(jī)體葡萄糖穩(wěn)態(tài)具有重要的作用。GLUT1和 GLUT4是骨骼肌最為重要的兩類GLUT，其中GLUT1負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)運(yùn)供應(yīng)機(jī)體基礎(chǔ)代謝所需的葡萄糖，而GLUT4受胰島素敏感性調(diào)節(jié)。

Hall等［2］在大西洋黑線鱈中研究發(fā)現(xiàn)，GLUT4 mRNA的表達(dá)在其受精卵中就可檢測(cè)到，而且從孵化期到幼年時(shí)期一直有較高豐度的表達(dá)。有研究報(bào)道，發(fā)現(xiàn)斷奶后和成年大鼠空腸GLUT1蛋白豐度顯著高于哺乳期［3］。Barfull等［4］在研究中還比較了2日齡和5周齡的雞腸道中鈉-葡萄糖共轉(zhuǎn)運(yùn)載體（SGLT）1的mRNA的表達(dá)，結(jié)果顯示mRNA的表達(dá)存在顯著差異。王修啟等［5］研究愛(ài)拔益加（AA）肉雞和黃羽肉雞十二指腸中GLUT2 mRNA的表達(dá)，發(fā)現(xiàn)其發(fā)育模式并不相同，在2～30日齡2種肉雞中都呈現(xiàn)不斷升高的趨勢(shì)，30日齡以后兩者的發(fā)育模式完全不同。上述研究說(shuō)明了不同年齡、不同品種的動(dòng)物，其GLUT的表達(dá)有所差異。此外，目前有關(guān)GLUT的研究主要體現(xiàn)人［6-7］、鼠［3-10］和家禽［11-13］上，且對(duì)腸道中GLUT的表達(dá)研究較多，而其在不同品種豬及生理階段骨骼肌中的分布表達(dá)情況還未見(jiàn)報(bào)道。因此，本試驗(yàn)選用地方傳統(tǒng)豬種藍(lán)塘豬和外來(lái)品種長(zhǎng)白豬為試驗(yàn)對(duì)象，研究不同品種豬在不同生理階段骨骼肌GLUT1和GLUT4以及胰島素受體（insulin receptor，IR）mRNA表達(dá)的發(fā)育性變化，旨在探討豬骨骼肌內(nèi)葡萄糖代謝的分子機(jī)制，為進(jìn)一步研究骨骼肌生長(zhǎng)發(fā)育奠定基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)動(dòng)物及樣品采集

選取1日齡藍(lán)塘仔豬50頭和長(zhǎng)白仔豬70頭，隨機(jī)分到5個(gè)重復(fù)，藍(lán)塘每個(gè)重復(fù)共10頭，長(zhǎng)白每個(gè)重復(fù)共14頭。飼養(yǎng)至150日齡，飼養(yǎng)試驗(yàn)在廣東省東莞市板嶺原種豬場(chǎng)進(jìn)行，按照試驗(yàn)豬場(chǎng)的飼養(yǎng)管理規(guī)程及免疫程序進(jìn)行飼養(yǎng)。于1、7、30、 60、90和150日齡時(shí)分別從藍(lán)塘和長(zhǎng)白豬組每個(gè)重復(fù)中選取接近平均體重的閹公豬進(jìn)行放血屠宰試驗(yàn)，宰前不禁食。按解剖學(xué)位置分別從背最長(zhǎng)肌、半膜肌和半腱肌采取組織樣放入1.5 mL離心管中，液氮速凍后，轉(zhuǎn)入-80℃冷凍保存?zhèn)溆谩?/p>

1.2 實(shí)時(shí)熒光定量檢測(cè)組織中GLUT1和GLUT4的表達(dá)

將分離的不同部位的骨骼肌參照Trizol（北京賽百盛基因技術(shù)有限公司）的說(shuō)明書步驟，分別從3塊不同的肌肉部位提取總RNA后進(jìn)行反轉(zhuǎn)錄，而后使用TaKaRa公司提供的PCR試劑盒進(jìn)行實(shí)時(shí)熒光半定量PCR檢測(cè)，參照NCBI公布的豬GLUT1（GenBank登錄號(hào)：X17058）、GLUT4（Gen-Bank登錄號(hào)：EU590115）以及IR（GenBank登錄號(hào)：AF102858）的基因序列，用Prime 5.0軟件設(shè)計(jì)引物（表1），內(nèi)參基因?yàn)?β-肌動(dòng)蛋白（β-actin），四者的反應(yīng)條件均為：95℃ 5 min，95℃ 20 s、58℃ 20 s、72℃ 20 s共40個(gè)循環(huán)，72℃ 4 min。

表1 試驗(yàn)引物Table 1 Primers for the experiment

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)以平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤表示。采用SPSS 17.0統(tǒng)計(jì)軟件分析數(shù)據(jù)，運(yùn)用單因子方差分析（one-way ANOVA）模型進(jìn)行方差分析，運(yùn)用LSD法進(jìn)行不同日齡之間差異顯著性檢驗(yàn)，運(yùn)用獨(dú)立樣本T檢驗(yàn)法進(jìn)行同日齡藍(lán)塘和長(zhǎng)白豬之間差異顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 背最長(zhǎng)肌GLUT1、GLUT4和IRmRNA表達(dá)的發(fā)育性變化

1～150日齡藍(lán)塘和長(zhǎng)白豬背最長(zhǎng)肌GLUT1、GLUT4和IRmRNA相對(duì)表達(dá)豐度發(fā)育變化比較見(jiàn)圖1所示。由圖1-A可知，藍(lán)塘和長(zhǎng)白豬背最長(zhǎng)肌GLUT1 mRNA相對(duì)表達(dá)豐度具有相似的發(fā)育變化規(guī)律。2種豬初生時(shí)（1日齡）背最長(zhǎng)肌GLUT1 mRNA相對(duì)表達(dá)豐度均顯著高于其他日齡（P＜0.05），在7、30、60、90和150日齡時(shí)均無(wú)顯著性變化（P＞0.05）。相同日齡時(shí)2品種豬之間背最長(zhǎng)肌GLUT1 mRNA相對(duì)表達(dá)豐度也無(wú)顯著差異（P＞0.05）。

由圖 1-B可知，長(zhǎng)白豬背最長(zhǎng)肌GLUT4 mRNA相對(duì)表達(dá)豐度出生時(shí)水平較高，隨后逐漸降低；7日齡GLUT4 mRNA相對(duì)表達(dá)豐度顯著低于1日齡（P＜0.05），而7、30、60和90日齡與1日齡相比無(wú)顯著差異（P＞0.05），150日齡達(dá)到最高，顯著高于其他日齡（P＜0.05）。藍(lán)塘豬背最長(zhǎng)肌GLUT4 mRNA相對(duì)表達(dá)豐度隨日齡變化無(wú)明顯變化趨勢(shì)，各日齡之間差異不顯著（P＞0.05）。1日齡時(shí)長(zhǎng)白豬背最長(zhǎng)肌GLUT4 mRNA相對(duì)表達(dá)豐度高于同日齡藍(lán)塘豬（P＞0.05），而后除150日齡外，藍(lán)塘豬背最長(zhǎng)肌GLUT4 mRNA相對(duì)表達(dá)豐度高于長(zhǎng)白豬（P＞0.05），其中60日齡時(shí)藍(lán)塘豬比長(zhǎng)白豬高66.76%。

由圖1-C可知，藍(lán)塘和長(zhǎng)白豬背最長(zhǎng)肌IRmRNA相對(duì)表達(dá)豐度具有相似的發(fā)育變化規(guī)律。在1和 30日齡時(shí)藍(lán)塘和長(zhǎng)白豬背最長(zhǎng)肌IRmRNA相對(duì)表達(dá)豐度均處于較高水平。長(zhǎng)白豬1日齡背最長(zhǎng)肌IRmRNA相對(duì)表達(dá)豐度顯著高于除150日齡以外的其余日齡（P＜0.05），而7、30、60、90和150日齡間無(wú)顯著差異（P＞0.05）。1和30日齡藍(lán)塘豬背最長(zhǎng)肌IRmRNA相對(duì)表達(dá)豐度顯著高于60日齡（P＜0.05），其余日齡間無(wú)顯著差異（P＞0.05）。

圖1 不同日齡藍(lán)塘和長(zhǎng)白豬背最長(zhǎng)肌GLUT1、GLUT4和IRmRNA相對(duì)表達(dá)豐度Fig.1 The mRNA relative expression abundance ofGLUT1，GLUT4 andIRin longissimus dorsi muscle ofLantangand Landrace pigs at different days of age

2.2 半膜肌GLUT1、GLUT4和IRmRNA表達(dá)的發(fā)育性變化

1～150日齡藍(lán)塘和長(zhǎng)白豬半膜肌GLUT1、GLUT4和IRmRNA相對(duì)表達(dá)豐度發(fā)育變化比較見(jiàn)圖2所示。由圖2-A可知，1～150日齡藍(lán)塘和長(zhǎng)白豬半膜肌GLUT1 mRNA相對(duì)表達(dá)豐度存在相似的發(fā)育變化規(guī)律。1日齡GLUT1 mRNA相對(duì)表達(dá)豐度顯著高于其他日齡（P＜0.05），而在7、30、60、90和 150日齡時(shí)無(wú)顯著差異（P＞0.05）。同日齡藍(lán)塘和長(zhǎng)白豬半膜肌GLUT1 mRNA相對(duì)表達(dá)豐度無(wú)顯著差異（P＞0.05）。

由圖2-B可知，1～150日齡藍(lán)塘和長(zhǎng)白豬半膜肌GLUT4 mRNA相對(duì)表達(dá)豐度隨日齡呈波形式變化，長(zhǎng)白豬出生后先降低再升高，而藍(lán)塘豬先升高后降低。30日齡時(shí)藍(lán)塘和長(zhǎng)白豬半膜肌GLUT4 mRNA相對(duì)表達(dá)豐度均處于最高水平。30日齡長(zhǎng)白豬半膜肌GLUT4 mRNA相對(duì)表達(dá)豐度顯著高于7日齡（P＜0.05），而藍(lán)塘豬在30和60日齡時(shí)半膜肌GLUT4 mRNA相對(duì)表達(dá)豐度顯著高于其他日齡（P＜0.05）。在7和60日齡時(shí)，藍(lán)塘豬半膜肌GLUT4 mRNA相對(duì)表達(dá)豐度分別比同日齡長(zhǎng)白豬高76.98%和74.70%，均達(dá)到顯著水平（P＜0.05）。

由圖2-C可知，藍(lán)塘豬和長(zhǎng)白豬半膜肌IRmRNA相對(duì)表達(dá)豐度均在1和30日齡時(shí)表現(xiàn)出較高水平，而在7、60、90和150日齡時(shí)無(wú)顯著差異（P＞0.05）。同日齡藍(lán)塘豬和長(zhǎng)白豬半膜肌IRmRNA相對(duì)表達(dá)豐度均無(wú)顯著差異（P＞0.05）。

圖2 不同日齡藍(lán)塘和長(zhǎng)白豬半膜肌GLUT1、GLUT4和IRmRNA相對(duì)表達(dá)豐度Fig.2 The mRNA relative expression abundance ofGLUT1，GLUT4 andIRin semimembranosus ofLantangand Landrace pigs at different days of age

2.3 半腱肌GLUT1、GLUT4和IRmRNA表達(dá)的發(fā)育性變化

1～150日齡藍(lán)塘和長(zhǎng)白豬半腱肌GLUT1、GLUT4和IRmRNA相對(duì)表達(dá)豐度發(fā)育變化比較見(jiàn)圖3所示。由圖3-A可知，1～150日齡藍(lán)塘和長(zhǎng)白豬半腱肌GLUT1 mRNA相對(duì)表達(dá)豐度均在1日齡時(shí)顯著高于其他日齡（P＜0.05），而在7、30、60、90和150日齡時(shí)均無(wú)顯著性變化（P＞0.05）。150日齡時(shí)藍(lán)塘豬半腱肌GLUT1 mRNA相對(duì)表達(dá)豐度比同日齡長(zhǎng)白豬高58.21%（P＞0.05）。

由圖3-B可知，1～150日齡藍(lán)塘和長(zhǎng)白豬半腱肌GLUT4 mRNA相對(duì)表達(dá)豐度隨日齡呈波形式變化，長(zhǎng)白豬出生后先降低再升高，而藍(lán)塘豬先升高后降低。30日齡時(shí)藍(lán)塘和長(zhǎng)白豬半腱肌GLUT4 mRNA相對(duì)表達(dá)豐度均處于最高水平。30日齡長(zhǎng)白豬半腱肌GLUT4 mRNA相對(duì)表達(dá)豐度顯著高于7日齡（P＜0.05），而藍(lán)塘豬在30日齡時(shí)顯著高于1日齡（P＜0.05），與其他日齡相比無(wú)顯著差異（P＞0.05）。1日齡時(shí)長(zhǎng)白豬半腱肌GLUT4 mRNA相對(duì)表達(dá)豐度顯著高于同日齡藍(lán)塘豬（P＜ 0.05），而在其他日齡時(shí)藍(lán)塘豬僅有高于同日齡長(zhǎng)白豬的趨勢(shì)（P＞0.05）。

由圖3-C可知，藍(lán)塘豬和長(zhǎng)白豬半腱肌IRmRNA相對(duì)表達(dá)豐度均在1和30日齡時(shí)表現(xiàn)出較高水平，而在7、60、90和150日齡時(shí)無(wú)顯著差異（P＞0.05）。同日齡藍(lán)塘豬和長(zhǎng)白豬半膜肌IRmRNA相對(duì)表達(dá)豐度均無(wú)顯著差異（P＞0.05）。

3 討 論

3.1 日齡對(duì)骨骼肌GLUT表達(dá)的影響

骨骼肌GLUT表達(dá)隨機(jī)體發(fā)育而產(chǎn)生變化以滿足機(jī)體生長(zhǎng)代謝的生理需要。Humphrey等［14］在禽類的研究上發(fā)現(xiàn)生長(zhǎng)雞GLUT1在孵化后第1天除心臟外在其他組織均無(wú)表達(dá)，而心臟組織也是在孵化后第3天表達(dá)水平急劇下降直到第7天才恢復(fù)到第1天水平。本研究發(fā)現(xiàn)豬在出生第1天骨骼肌GLUT1具有較高的mRNA表達(dá)豐度，隨后呈下降趨勢(shì)，并維持低水平至150日齡。這可能是由于2種動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)生理差異的原因，禽類孵化后第1天仍由卵黃囊提供機(jī)體能量直到其脂肪耗盡［15］，而豬出生時(shí)通過(guò)采食母乳滿足營(yíng)養(yǎng)需要。Dos Santos等［16］研究了不同發(fā)育階段鼠的骨骼肌GLUT4 mRNA的表達(dá)情況，結(jié)果表明，鼠比目魚肌中GLUT4 mRNA的表達(dá)與日齡呈負(fù)相關(guān)，這與發(fā)育過(guò)程中機(jī)體葡萄糖的攝取及代謝有關(guān)。本研究發(fā)現(xiàn)藍(lán)塘豬和長(zhǎng)白豬半膜肌和半腱肌GLUT4 mRNA相對(duì)表達(dá)豐度隨日齡呈波形變化，30日齡時(shí)顯著高于7日齡，這可能是由于從哺乳期高能量、高脂肪液體乳過(guò)渡到斷奶期全價(jià)飼料原料飼糧，從而影響機(jī)體骨骼肌糖代謝所致。也有研究顯示飼糧因素會(huì)影響GLUT在肌肉中的表達(dá)，如Banda等［17］研究發(fā)現(xiàn)，持續(xù)2周高果糖飼糧使骨骼肌中GLUT4 mRNA表達(dá)水平下降27%。

圖3 不同日齡藍(lán)塘和長(zhǎng)白豬半腱肌GLUT1、GLUT4和IRmRNA相對(duì)表達(dá)豐度Fig.3 The mRNA relative expression abundance ofGLUT1，GLUT4 andIRin semitendinosus ofLantangand Landrace pigs at different days of age

此外，本試驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)藍(lán)塘豬和長(zhǎng)白豬背最長(zhǎng)肌、半膜肌和半腱肌中GLUT1和GLUT4 mRNA表達(dá)發(fā)育模式存在極大的差異，GLUT4表達(dá)豐度明顯高于GLUT1，且在出生后整個(gè)試驗(yàn)期內(nèi)都表現(xiàn)出較高的表達(dá)水平。這表明GLUT4是骨骼肌發(fā)育過(guò)程中主要的GLUT亞型。與此相似，在人肌纖維發(fā)育過(guò)程中GLUT1和GLUT4表達(dá)發(fā)育模式存在明顯差異，在出生后GLUT1顯著下降，并在出生后第1年降至檢不出水平，而GLUT4在全期都有較高的表達(dá)水平［18］。 然而，Sweazea等［19］在禽類的研究表明GLUT1表達(dá)比GLUT4重要。這可能與兩類轉(zhuǎn)運(yùn)載體調(diào)節(jié)機(jī)制和動(dòng)物機(jī)體對(duì)胰島素敏感性差異有關(guān)。

3.2 品種對(duì)骨骼肌GLUT表達(dá)的影響

藍(lán)塘豬是中國(guó)地方品種豬，具有典型的傳統(tǒng)豬種特征，與外來(lái)豬相比生長(zhǎng)速度較慢、胴體瘦肉率較低、肌內(nèi)脂肪含量較高。葡萄糖是哺乳動(dòng)物機(jī)體主要的能量來(lái)源，對(duì)豬而言主要通過(guò)腸道GLUT吸收轉(zhuǎn)運(yùn)。Duehlmeier等［20］研究比較了GLUT1和GLUT4在單胃雜食動(dòng)物（鼠、豬）和復(fù)胃草食動(dòng)物（牛、山羊）骨骼肌中的分布方式，試驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，兩類動(dòng)物GLUT1在氧化型和酵解型肌肉中的表達(dá)方式存在差異。這揭示品種間遺傳差異是影響GLUT1在肌肉中表達(dá)方式的主要原因之一。本試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)同日齡藍(lán)塘和長(zhǎng)白豬骨骼肌GLUT1 mRNA表達(dá)豐度發(fā)育變化存在相似的趨勢(shì)，這進(jìn)一步佐證了GLUT1在肌肉中的表達(dá)受品種間遺傳差異的影響。本試驗(yàn)結(jié)果還發(fā)現(xiàn)，與長(zhǎng)白豬相比，藍(lán)塘豬背最長(zhǎng)肌GLUT4的表達(dá)不受發(fā)育變化的影響，這也是由于品種的遺傳差異所致。

此外，本試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)同日齡藍(lán)塘豬和長(zhǎng)白豬骨骼肌GLUT1和GLUT4 mRNA在不同生理階段存在不同程度的差異。本試驗(yàn)中150日齡時(shí)藍(lán)塘豬半肌腱GLUT1和GLUT4相對(duì)表達(dá)豐度高于同日齡長(zhǎng)白豬，且有文獻(xiàn)報(bào)道肌內(nèi)脂肪沉積主要在生長(zhǎng)發(fā)育后期［21］，而藍(lán)塘豬相比外來(lái)豬，其肌內(nèi)脂肪含量較高，因此，我們推斷葡萄糖可能是肌內(nèi)脂肪沉積的主要能量來(lái)源和底物。

3.3IR與GLUT的發(fā)育性表達(dá)

動(dòng)物細(xì)胞葡萄糖跨膜吸收在調(diào)節(jié)機(jī)體葡萄糖穩(wěn)態(tài)方面起著十分重要的作用，而胰島素調(diào)節(jié)GLUT活性對(duì)機(jī)體葡萄糖的代謝利用起著重要的生理作用。在基礎(chǔ)代謝狀態(tài)下，位于細(xì)胞膜上的GLUT4只有5%左右。然而，在胰島素的快速刺激下（2～3 min），GLUT4外分泌增加，大約50% GLUT4重新移至細(xì)胞膜表面［22］。因此GLUT4易位是骨骼肌糖代謝的關(guān)鍵步驟。

基礎(chǔ)狀態(tài)下，骨骼肌的GLUT4主要于細(xì)胞內(nèi)以囊泡形式存在，只有少數(shù)存在于細(xì)胞膜上。當(dāng)組織受到胰島素或運(yùn)動(dòng)的刺激時(shí)，胰島素與其特定的IR結(jié)合，通過(guò)一系列的信號(hào)傳導(dǎo)通路，觸發(fā)富含GLUT4的小泡以胞吐的形式向細(xì)胞表面轉(zhuǎn)位，促進(jìn)葡萄糖的攝取，從而增加葡萄糖的轉(zhuǎn)運(yùn)，維持機(jī)體內(nèi)葡萄糖的穩(wěn)態(tài)［23-26］。本試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)IRmRNA相對(duì)表達(dá)豐度主要在出生1和30日齡時(shí)出現(xiàn)高峰期，這可能與其生理需求有關(guān)，出生和斷奶應(yīng)激仔豬表現(xiàn)出高水平的胰島素敏感性，進(jìn)而使IR高度表達(dá)，這樣有助于加快骨骼肌GLUT4跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)，從而促進(jìn)葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)進(jìn)入肌細(xì)胞，滿足骨骼肌的能量代謝需要，進(jìn)而維持血糖平衡。

正常的GLUT4表達(dá)依賴于正常的胰島素水平和胰島素敏感性。體外試驗(yàn)表明，胰島素孵育骨骼肌，GLUT4 mRNA表達(dá)增加25%［27］。胰島素敏感性缺乏的動(dòng)物出現(xiàn)GLUT4轉(zhuǎn)錄水平的抑制，其原因可能在于調(diào)控區(qū)域的活性下降。Seraphim等［28］研究發(fā)現(xiàn)12月齡肥胖鼠發(fā)生胰島素耐受現(xiàn)象，其脂肪組織GLUT4 mRNA和蛋白均顯著低于2月齡正常小鼠，而肌肉中GLUT4 mRNA顯著增加，GLUT4蛋白水平?jīng)]有發(fā)生改變，這可能與GLUT4 mRNA poly（A）尾巴減少約80個(gè)A堿基有關(guān)。本試驗(yàn)中藍(lán)塘和長(zhǎng)白豬3個(gè)部位骨骼肌GLUT4 mRNA相對(duì)表達(dá)豐度高峰期均未表現(xiàn)出與IR一致，這揭示了GLUT4相對(duì)表達(dá)豐度的高低并不能完全反映出胰島素敏感性。

4 結(jié) 論

①不同品種豬骨骼肌GLUT1 mRNA的表達(dá)存在相似的發(fā)育變化規(guī)律，GLUT4 mRNA的表達(dá)存在顯著差異。

②不同生理階段豬骨骼肌GLUT1、GLUT4以及IRmRNA的表達(dá)均存在差異。剛出生時(shí)豬骨骼肌GLUT1 mRNA的相對(duì)表達(dá)豐度顯著高于其他生理階段，而IRmRNA的相對(duì)表達(dá)豐度在出生和斷奶時(shí)相比其他生理階段更高。

③豬骨骼肌GLUT4 mRNA與其IRmRNA的表達(dá)不具有完全的一致性，僅在仔豬斷奶時(shí)兩者的表達(dá)均處于較高水平，IR高度表達(dá)使GLUT4表達(dá)升高可能與胰島素信號(hào)傳導(dǎo)通路有關(guān)。

［1］JOOST H G，BELL G I，BEST J D，et al.Nomenclature of the GLUT/SLC2A family of sugar/polyol transport facilitators［J］.American Journal of Physiology：Endocrinology and Metabolism，2002，282（4）：E974-E976.

［2］HALL J R，SHORT C E，DRIEDZIC W R.Sequence of Atlantic cod（Gadus morhua）GLUT4，GLUT2 andGPDH：developmental stage expression，tissue expression and relationship to starvation-induced changes in blood glucose［J］.Journal of Experimental Biology，2006，209：4490-4502.

［3］KHAN J M，WINGERTZAHN M A，TEICHBERG S，et al.Development of the intestinal SGLT1 transporter in rats［J］.Molecular Genetics and Metabolism，2000，69（3）：233-239.

［4］BARFULL A，GARRIGA C，MITJANS M，et al.Ontogenetic expression and regulation of Na+-D-glucose cotransporter in jejunum of domestic chicken［J］.A-merican Journal of Physiology：Gastrointestinal and Liver Physiology，2002，282（3）：G559-G564.

［5］王修啟，譚會(huì)澤，束剛，等.不同基因型肉雞十二指腸SGLT1和GLUT2 mRNA表達(dá)的發(fā)育性變化［J］.農(nóng)業(yè)生物技術(shù)學(xué)報(bào)，2006，14（3）：334-340.

［6］TURK E，KERNER C J，LOSTAO M P，et al.Membrane topology of the human Na+/glucose cotransporter SGLT1［J］.Journal of Biological Chemistry，1996，271（4）：1925-1934.

［7］DYER J，WOOD I S，PALEJWALA A，et al.Expression of monosaccharide transporters in intestine of diabetic humans［J］.American Journal of Physiology：Gastrointestinal and Liver Physiology，2002，282（2）：G241-G248.

［8］WRIGHT E M.The intestinal Na+/glucose cotransporter［J］.Annual Review of Physiology，1993，55（1）：575-589.

［9］HODIN R A，CHAMBERLAIN S M，MENG S.Pattern of rat intestinal brush-border enzyme gene expres-sion changes with epithelial growth state［J］.American Journal of Physiology，1995，269（2）：C385-C391.

［10］HODIN R A，GRAHAM J R，MENG S，et al.Temporal pattern of rat small intestinal gene expression with refeeding［J］.American Journal of Physiology：Gastrointestinal and Liver Physiology，1994，266（1）：G83-G89.

［11］GARRIGA C，ROVIRA N，MORETó M，et al.Expression of Na+-D-glucose cotransporter in brush-border membrane of the chicken intestine［J］.American Journal of Physiology Regulatory，Integrativeand Comparative Physiology，1999，276（2）：R627-R631.

［12］王修啟，張兆敏，張磊，等.日糧添加木聚糖酶對(duì)肉雞小腸葡萄糖吸收及其轉(zhuǎn)運(yùn)載體基因表達(dá)影響［J］.農(nóng)業(yè)生物技術(shù)學(xué)報(bào)，2005，13（4）：497-502.

［13］王修啟，譚會(huì)澤，束剛，等.雞腸道SGLT1和GLUT2 mRNA表達(dá)的組織特異性研究［J］.畜牧獸醫(yī)學(xué)報(bào)，2006，37（1）：12-17.

［14］HUMPHREY B D，STEPHENSEN C B，CALVERT C C，et al.Glucose and cationic amino acid transporter expression in growing chickens（Gallus gallus domesticus）［J］.Comparative Biochemistry and Physiology Part A：Molecular＆Integrative Physiology，2004，138（4）：515-525.

［15］SKLAN D.Fat and carbohydrate use in posthatch chicks［J］.Poultry Science，2003，82（1）：117-122.

［16］DOS SANTOS J M，BENITE-RIBEIRO S A，QUEIROZ G，et al.The effect of age on glucose uptake andGLUT1 andGLUT4 expression in rat skeletal muscle［J］.Cell Biochemistry and Function，2012，30（3）：191-197.

［17］BANDA M，BOMMINENI A，THOMAS R A，et al.Evaluation and validation of housekeeping genes in response to ionizing radiation and chemical exposure for normalizing RNA expression in real-time PCR［J］.Mutation Research/Genetic Toxicology and Environmental Mutagenesis，2008，649（1/2）：126-134.

［18］GASTER M，HANDBERG A，BECK-NIELSEN H，et al.Glucose transporter expression in human skeletal muscle fibers［J］.American Journal of Physiology：Endocrinology and Metabolism，2000，279（3）：E529-E538.

［19］SWEAZEA K L，BRAUN E J.Glucose transporter expression in English sparrows（Passer domesticus）［J］.Comparative Biochemistry and Physiology Part B：Biochemistry and Molecular Biology，2006，144（3）：263-270.

［20］DUEHLMEIER R，SAMMET K，WIDDEL A，et al.Distribution patterns of the glucose transporters GLUT4 and GLUT1 in skeletal muscles of rats（Rattus norvegicus），pigs（Sus scrofa），cows（Bos taurus），adult goats，goat kids（Capra hircus），and camels（Camelus dromedarius）［J］.Comparative Biochemistry and Physiology Part A：Molecular＆Integrative Physiology，2007，146（2）：274-282.

［21］GARDAN D，GONDRET F，LOUVEAU I.Lipid metabolism and secretory function of porcine intramuscular adipocytes compared with subcutaneous and perirenal adipocytes［J］.American Journal of Physiology：Endocrinology and Metabolism，2006，291（2）：E372-E380.

［22］HOLMAN G D，SANDOVAL I V.Moving the insulin-regulated glucose transporter GLUT4 into and out of storage［J］.Trends in Cell Biology，2001，11（4）：173-179.

［23］HE J，THAMOTHARAN M，DEVASKAR S U.Insulin-induced translocation of facilitative glucose transporters in fetal/neonatal rat skeletal muscle［J］.American Journal of Physiology：Endocrinology and Metabolism，2003，284（1）：R1138-R1146.

［24］HOU J C，PESSIN J E.Ins（endocytosis）and outs（exocytosis）of GLUT4 trafficking［J］.Current Opinion in Cell Biology，2007，19（4）：466-473.

［25］FILHO H C M，MCKEEVER K H，GORDON M E，et al.Novel findings regardingGLUT-4 expression in adipose tissue and muscle in horses-a preliminary report［J］.The Veterinary Journal，2007，174（3）：565-569.

［26］OTANI K，HAN D H，F(xiàn)ORD E L，et al.Calpain system regulates muscle mass and glucose transporter GLUT4 turnover［J］.Journal of Biological Chemistry，2004，279（20）：20915-20920.

［27］SILVA J L T，GIANNOCCO G，F(xiàn)URUYA D T，et al.NF-κB，MEF2A，MEF2D and HIF1-a involvement on insulin-and contraction-induced regulation ofGLUT4 gene expression in soleus muscle［J］.Molecular and Cellular Endocrinology，2005，240（1/2）：82-93.

［28］SERAPHIM P M，NUNES M T，GIANNOCCO G，et al.Age related obesity-induced shortening ofGLUT4 mRNA poly（A）tail length in rat gastrocnemius skeletal muscle［J］.Molecular and Cellular Endocrinology，2007，276（1/2）：80-87.

Ontogenetic Regulation of Glucose Transporter and Insulin Receptor mRNA Expression in Skeletal Muscle of Different Kinds of Pigs at Different Physiological Stages

LIU Wenzuo ZUO Jianjun DAI Fawen YE Hui CAO Qingyun ZHOU Xiangyan ZOU Shigeng HUANG Zhiyi ZHI Aimin FENG Dingyuan?
（College of Animal Science，South China Agricultural University，Guangzhou510642，China）

This experiment was conducted to determine the ontogenetic regulation of glucose transporter（GLUT）1，GLUT4 and insulin receptor（IR）mRNA expression in skeletal muscle of different kinds of pigs at different physiological stages.Lantang（LT）and Landrace（LD）pigs at the age of 1，7，30，60，90 and 150 days were selected to determine the expression patterns ofGLUT1 andGLUT4 at different skeletal muscle tissues including longissimus dorsi muscles（LM），semimembranosus muscles（SM）and semitendinosus muscles（SD）by the method of real-time semiquantitative PCR for cDNA templates.The results showed as follows：1）LT and LD pigs exhibited similar development of mRNA expressions ofGLUT1 in the LM，SM and SD from 1 to 150 days of age with the highest level at the age of 1 day.2）LT and LD pigs exhibited waveform variations of mRNA relative expression abundance ofGLUT4 from 1 to 150 days of age with breed differences in the speed and extend of variations.At the age of 1 and 150 days，the mRNA relative expression abundance ofGLUT4 in the LM of LT pig was lower than that of LD pig with the same age（P＞0.05），while was higher than that of LD pig with the same age of the rest days（P＞0.05）.3）LT and LD pigs exhibited higher level of the mRNA relative expression abundance ofIRin the LM，SM and SD at the age of 1 and 30 days，while there were not significant difference among 7，60，90 and 150 days of age（P＞0.05）.There was no significant difference in mRNA relative expression abundance ofIRbetween LT and LD pigs with the same ages（P＞0.05）.The results suggest thatGLUT1 mRNA expression in skeletal muscles of pigs can be regulated by physiological stages，whileGLUT4 mRNA expression is not only differentially regulated by breeds but also differentially distributed in physiological stages，and the expression level ofGLUT4 is weakly related to theIRmRNA expression and shows no apparent rules.［Chinese Journal of Animal Nutrition，2017，29（2）：605-612］

pigs；physiological stages；glucose transporter 1；glucose transporter 4；insulin receptor；ontogenetic regulation

S828

A

1006-267X（2017）02-0605-08

10.3969/j.issn.1006-267x.2017.02.029

（責(zé)任編輯 田艷明）

2016-07-28

國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃項(xiàng)目（2012CB124701）；廣東省科技計(jì)劃項(xiàng)目（2016A020210104）；廣州市科技計(jì)劃項(xiàng)目（201510010258）

劉文佐（1991—），男，湖北仙桃人，碩士研究生，從事動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)與飼料科學(xué)研究。E-mail：lwz698631＠sina.com

?通信作者：馮定遠(yuǎn)，教授，博士生導(dǎo)師，E-mail：fengdy＠scau.edu.cn

?Corresponding author，professor，E-mail：fengdy＠scau.edu.cn