[发明专利]BMP2蛋白或其编码基因在调控猪米色脂肪细胞分化中的应用

说明书

本发明涉及基因工程技术领域，具体公开了BMP2蛋白或其编码基因在调控猪米色脂肪细胞分化中的应用。本发明利用基因工程技术构建过表达质粒、重组蛋白增加BMP2基因的表达，发现其能增加猪米色脂肪细胞的分化效率及产热功能。此外本发明还进行了反向验证，利用RNAi技术降低BMP2基因的表达，发现其能减少猪米色脂肪细胞的分化效率及产热功能。从而提出了BMP2基因的新的应用方式且为研究猪米色脂肪的形成及猪脂肪沉积调控具有重要的意义。

技术领域

本发明涉及基因工程技术领域，具体地说，涉及一种BMP2蛋白或其编码基因在调控猪米色脂肪细胞分化中的应用。

背景技术

哺乳动物脂肪组织是调节能量平衡的重要内分泌器官。脂肪组织根据功能分为白色脂肪组织和棕色脂肪组织。白色脂肪组织是人体主要的脂肪组织，其主要功能是在营养充足的情况下将未被消耗的能量以甘油三酯的形式储存起来，而当营养条件不足时被脂酶将甘油三酯分解为游离的脂肪酸，供给其他组织器官消耗使用。棕色脂肪组织主要分布在肩胛间、肩胛下、颈部、肾周、胸部动脉和下腔静脉周围，主要负责由线粒体UCP1蛋白介导非颤栗型产热。在寒冷暴露、药物、运动等各种刺激下，白色脂肪组织中会出现米色脂肪细胞，它们具有与棕色脂肪细胞相似的特征，如存在多房脂滴和解耦蛋白1(UCP1) 阳性细胞。白色脂肪组织的这种“棕色化”体现了脂肪组织适应环境的显著能力。长期以来，在白色脂肪组织中募集的UCP1+细胞因为高表达UCP1，线粒体丰富且具有多房脂滴外观，因此白色脂肪组织内的这些细胞被称为“米色脂肪细胞”。现在越来越多的研究表明米色脂肪细胞对能量平衡和营养稳态具有重要贡献。目前已知与米色脂肪形成与发育的转录因子有：PRDM16、EBF2、ZFP516等。此外，已鉴定出许多特异性的米色细胞标记基因(如TBX1、TMEM26、 CD137、FGF21、P2RX5、PAT2、CAR4和CITED1)，已经被鉴定并被证明在调节米色分化中发挥重要作用。这些标志物不仅促进了对米色脂肪相关生物学的理解，也为肥胖及其相关代谢紊乱提供了治疗分子靶点。

目前普遍认为猪缺乏功能性棕色脂肪组织，而且UCP1基因在猪的进化过程中缺失，这可能是新生仔猪对寒冷比较敏感的原因。新生仔猪对寒冷很敏感，寒冷地区的农村很多仔猪在出生后由于寒冷应激而死亡，给养猪业带来了巨大的损失。此外，UCP1基因的另一个生理学作用是降低脂肪沉积。在猪脂肪中过表达UCP1基因之后，降低了猪的脂肪沉积并提高了仔猪的抗寒能力。但是UCP1过表达后，脂肪组织没有出现米色化的现象。

而增加猪米色脂肪细胞的形成不仅能够为降低猪的脂肪沉积提供思路，也可为提高仔猪的抗寒能力提供解决方法。因此，有必要进一步对猪脂肪组织的调控进行研究。

发明内容

本发明的目的是提供一种BMP2基因的新用途，具体提供其在调控猪米色脂肪细胞的分化效率和产热功能中的应用。

本发明所述BMP2基因为本领域公知的，如在NCBI上其编号为 100157103。

具体地，本发明的技术方案如下：

第一方面，本发明提供BMP2蛋白或其编码基因、或含有其编码基因的生物材料在以下任一方面中的应用：

1)调控猪米色脂肪细胞的形成；

2)调控猪米色脂肪细胞的线粒体功能；

3)研究动物脂肪发育和代谢；

4)猪品种的培育；

5)制备预防、缓解和/或治疗肥胖相关疾病的药物；

6)构建米色脂肪动物模型。

所述生物材料为表达盒、载体、宿主细胞或重组菌。

本发明的BMP2蛋白或其编码基因、或含有其编码基因的生物材料还可应用在研究猪米色脂肪基因的筛选与鉴定、低脂优质猪品种的培育、低脂优质猪肉的研究与生产以及预防、缓解和/或治疗肥胖中。