畜牧人

脂肪細(xì)胞膜蛋白免疫調(diào)控家畜體脂含量

脂肪過度沉積不僅降低畜產(chǎn)品質(zhì)量，還威脅人類健康?？茖W(xué)家在尋找安全有效的降低成本并滿足消費(fèi)者對低脂高蛋白需求的降低家畜體脂的方法。傳統(tǒng)方法是通過遺傳育種（培育瘦肉型品種）和營養(yǎng)調(diào)節(jié)（添加化學(xué)、激素類藥物等）來降低家畜體脂，但選育新品種周期長、投資大，同時不適合品質(zhì)優(yōu)良的地方品種；在飼料中添加激素類藥物如“瘦肉精”等雖然能減少動物體脂沉積、增加瘦肉率，但其副作用和藥物殘留問題，會危害人體健康。
    國外新研究報道通過免疫調(diào)控技術(shù)降低動物體脂。目前，脂肪細(xì)胞膜蛋白免疫調(diào)控技術(shù)越來越受到重視，該技術(shù)通過主動免疫或被動免疫來破壞脂肪細(xì)胞，使脂肪細(xì)胞數(shù)目減少，限制其貯存脂肪的能力， 從而達(dá)到調(diào)控家畜生長、降低體脂的目的，且應(yīng)用后不會殘留。研究報道，經(jīng)脂肪細(xì)胞膜蛋白免疫的家畜，不僅脂肪沉積減少，瘦肉率增加，屠宰率、胴體品質(zhì)、飼料報酬也有不同程度的提高。這為解決家畜體脂過度沉積帶來新的希望。
1脂肪細(xì)胞膜蛋白免疫調(diào)控的機(jī)理
    免疫調(diào)控技術(shù)是一種以免疫技術(shù)為核心的營養(yǎng)調(diào)控技術(shù)。脂肪細(xì)胞膜蛋白免疫
調(diào)控是一種利用動物自身防御系統(tǒng)來降低體脂沉積的方法。其免疫機(jī)制可能是抗體通過補(bǔ)體系統(tǒng)的介導(dǎo)，抑制前體脂肪細(xì)胞分裂, 引起細(xì)胞毒性和脂肪細(xì)胞代謝改變，
促進(jìn)蛋白質(zhì)合成等有關(guān)。
    補(bǔ)體系統(tǒng)介導(dǎo)脂肪細(xì)胞膜蛋白抗體存在種屬特異性?？贵w與脂肪細(xì)胞膜表面的抗原進(jìn)行特異性結(jié)合，激活補(bǔ)體后刺激細(xì)胞浸潤的產(chǎn)生，誘導(dǎo)脂肪細(xì)胞溶解，或者結(jié)合抗體的脂肪細(xì)胞被淋巴細(xì)胞、巨噬細(xì)胞聚集，引起細(xì)胞毒性作用后影響生長，導(dǎo)致脂肪細(xì)胞的數(shù)量急劇下降，脂肪沉積降低。Futter等報道，給大鼠連續(xù)4d注射脂肪細(xì)胞膜抗血清，一周后用組織學(xué)方法觀察到脂肪團(tuán)大量滲出，兩周后脂肪組織的細(xì)胞數(shù)量減少75%；但在補(bǔ)體缺乏的大鼠中抗體對其脂肪細(xì)胞無此效應(yīng)。也有報道：對補(bǔ)體系統(tǒng)發(fā)育還不健全的2周齡仔豬進(jìn)行免疫，不能破壞其脂肪細(xì)胞，但在3周齡時免疫，因補(bǔ)體系統(tǒng)出現(xiàn)才被破壞。由此可知補(bǔ)體介導(dǎo)作用是誘導(dǎo)脂肪細(xì)胞溶解的關(guān)鍵。 
    其次可抑制前體脂肪細(xì)胞的有絲分裂，使成熟脂肪細(xì)胞數(shù)量減少。前體脂肪細(xì)胞的增殖和分化導(dǎo)致脂肪細(xì)胞增殖；而前體脂肪細(xì)胞或脂肪細(xì)胞的凋亡或分解會導(dǎo)致脂肪細(xì)胞數(shù)目下降，降低脂肪沉積。Declercq等發(fā)現(xiàn)豬的基質(zhì)－維管細(xì)胞(stromal-vascularcell)經(jīng)培養(yǎng)后可分化為成熟的脂肪細(xì)胞，在培養(yǎng)物中加入脂肪細(xì)胞膜抗體和補(bǔ)體后，結(jié)果成熟脂肪細(xì)胞數(shù)量極顯著下降(p<0.01)。Declercq等和Killefer等發(fā)現(xiàn)單克隆抗體處理組豬的脂肪細(xì)胞體積極顯著減小（p<0.01）。
    最后通過限制細(xì)胞膜上激素受體和載體的生理活性抑制脂肪細(xì)胞代謝，導(dǎo)致脂肪降解，促進(jìn)蛋白質(zhì)合成。Mononey 等報道脂肪分解代謝受激素調(diào)控，激素與受體結(jié)合后活化與受體偶聯(lián)的環(huán)腺苷酸酶或磷酸脂酶，使細(xì)胞內(nèi)環(huán)腺苷酸水平升高，依賴環(huán)腺苷酸的蛋白激酶被活化，血液中脂類的轉(zhuǎn)運(yùn)受到限制，最終激活激素敏感脂酶，促進(jìn)體脂的分解。實踐證明經(jīng)脂肪細(xì)胞膜蛋白抗體免疫后幸存的脂肪細(xì)胞貯存甘油三酯的能力降低；脂肪組織內(nèi)磷酸甘油脫氫酶和脂蛋白脂酶的活性明顯降低，脂肪合成減少。
同時升高了的細(xì)胞內(nèi)環(huán)腺苷酸可精細(xì)地促進(jìn)了基因的轉(zhuǎn)錄，加強(qiáng)了蛋白質(zhì)的凈合成，并減少體蛋白的分解氧化。其加強(qiáng)蛋白質(zhì)合成的途徑如下：①環(huán)腺苷酸直接促進(jìn)了肝中蛋白質(zhì)的合成過程；②環(huán)腺苷酸為第二信使誘導(dǎo)生長激素（GH）分泌促進(jìn)蛋白質(zhì)合成，從而提高胴體瘦肉率。③免疫后導(dǎo)致血清胰島素濃度降低，這時抗體作用于胰島素受體，同時血清T3 濃度增高。
2脂肪細(xì)胞膜蛋白免疫技術(shù)
    脂肪細(xì)胞膜蛋白免疫技術(shù)有主動免疫和被動免疫兩種。主動免疫技術(shù)是利用同種動物的脂肪細(xì)胞膜蛋白連接到一種偶聯(lián)載體蛋白質(zhì)上作為抗原，引起機(jī)體對脂肪組織產(chǎn)生主動免疫抑制作用。這方面的報道不多, Flint 首次在大鼠進(jìn)行抗血清試驗和Hu在小鼠免疫試驗效果都不太理想，雖然脂肪組織中脂肪細(xì)胞數(shù)量減少，但隨著時間延長，脂肪細(xì)胞體積補(bǔ)償性生長，降低了免疫效果。與被動免疫相比，主動免疫操作簡單，但效果較差，如何改善其免疫效果有待進(jìn)一步研究。
    被動免疫技術(shù)即給家畜注射脂肪細(xì)胞膜蛋白抗體，利用抗體去破壞脂肪細(xì)胞，使細(xì)胞不再分化，脂肪組織中細(xì)胞數(shù)目減少、體積縮小，其貯存的脂肪能力下降，從而降低家畜體脂含量。脂肪細(xì)胞膜蛋白上存在多個抗原決定簌，產(chǎn)生的抗體可分為多抗和單抗。隨著分子生物學(xué)技術(shù)的發(fā)展和抗體基因結(jié)構(gòu)的闡明，利用DNA重組技術(shù)改造抗體，出現(xiàn)了基因工程抗體。抗體是體內(nèi)的天然物質(zhì)，不會對動物和畜產(chǎn)品造成危害，與其它技術(shù)相比更安全。
    多抗是利用脂肪細(xì)胞膜蛋白抗體的第一步。當(dāng)動物受外來抗原刺激，B細(xì)胞表面抗體與抗原結(jié)合，B細(xì)胞會增殖克隆為一細(xì)胞群，它們針對抗原中不同的抗原決定簇會產(chǎn)生不同的抗體，這種免疫法獲得的血清稱為多抗。多抗的制備方法簡便易行，但除了識別脂肪細(xì)胞抗原決定簇還可識別其它細(xì)胞抗原決定簇, 特異性較差，易與肝細(xì)胞、紅細(xì)胞等存在交叉反應(yīng)性，導(dǎo)致其它細(xì)胞的毒副作用，作用效果差。因此在多抗制備后需用肝細(xì)胞、紅細(xì)胞膜進(jìn)行吸附，以除去非特異性抗體，提高抗體的特異性。
單抗是利用淋巴細(xì)胞雜交瘤技術(shù)分離純化家畜脂肪細(xì)胞膜蛋白，經(jīng)乳化后，免疫小鼠，取脾細(xì)胞與SP20骨髓瘤細(xì)胞進(jìn)行融合, 然后篩選抗家畜脂肪細(xì)胞膜蛋白單抗的雜交瘤細(xì)胞，雜交瘤細(xì)胞可通過體外培養(yǎng)或注射到小鼠腹腔內(nèi)增殖，這樣，從細(xì)胞培養(yǎng)液或小鼠的腹水中，就可提取出大量的單抗。單抗純度高、特異性強(qiáng)、重復(fù)性好, 與肝臟、骨骼肌、腎臟等細(xì)胞不存在交叉反應(yīng)，能作用于脂肪前體細(xì)胞和成熟脂肪細(xì)胞,還可用作探針研究脂肪細(xì)胞的分化和代謝以及膜蛋白的組成和結(jié)構(gòu)等具有廣泛的應(yīng)用前景。其免疫效果比抗血清好，但制備過程繁瑣，缺乏簡便性和易操作性。   
    基因工程抗體是利用基因工程技術(shù)生產(chǎn)抗體，通過分析脂肪細(xì)胞膜蛋白的氨基酸序列,推導(dǎo)其核苷酸序列，利用重組DNA技術(shù)將編碼特異性脂肪細(xì)胞膜抗體的基因DNA片段與克隆載體連接構(gòu)建重組質(zhì)粒，將重組質(zhì)粒轉(zhuǎn)化至受體細(xì)胞中，然后篩選陽性克隆的重組DNA細(xì)胞進(jìn)行亞克隆，再從受體細(xì)胞表達(dá)產(chǎn)物中純化特異性脂肪細(xì)胞膜蛋白抗體。該技術(shù)先進(jìn)、產(chǎn)量高。探索利用重組基因－免疫技術(shù)生產(chǎn)脂肪細(xì)胞膜蛋白是一項極有發(fā)展前景的技術(shù)手段。Kartinen等和CRYERA等研究小鼠和人的肥胖癥方面有初步探索外，還未見更多的報道。
3脂肪細(xì)胞膜蛋白免疫調(diào)控家畜體脂含量
    家畜胴體背膘厚、瘦肉率低、飼料報酬率低等問題，難以適應(yīng)市場競爭和滿足消費(fèi)者的需求。脂肪細(xì)胞膜蛋白免疫調(diào)控技術(shù)應(yīng)用于家畜生產(chǎn)可顯著降低體脂含量，促進(jìn)蛋白質(zhì)沉積，不影響屠宰率。主要原因在于動物體脂肪組織減少后會出現(xiàn)能量的重新分配，瘦肉組織補(bǔ)償性增加，采食量和飼料轉(zhuǎn)化率均有所提高。Panton的研究結(jié)果表明，抗脂肪細(xì)胞膜蛋白抗體能破壞脂肪細(xì)胞，使特定部位的脂肪減少，這種作用可持續(xù)6個月之久，機(jī)體脂肪減少是抗體和補(bǔ)體的結(jié)合使脂肪細(xì)胞數(shù)目和體積減小的結(jié)果。Nassar對腹膜內(nèi)注射抗綿羊脂肪細(xì)胞膜蛋白抗體對羔羊生長和胴體性狀影響的研究表明，皮下脂肪減少18%，背膘厚度減少24%，腎周脂肪減少16%，皮下與腎周脂肪組織中脂類含量顯著降低，同時蛋白質(zhì)和氮沉積增加，雖然體重降低，但不影響屠宰率。KESTINSR發(fā)現(xiàn)脂肪細(xì)胞膜蛋白抗體對豬的作用最明顯，皮下注射可使注射部位脂肪沉積顯著減少，并能持續(xù)3個月；給3周齡仔豬腹膜內(nèi)注射抗血清，至95 kg時屠宰，背膘厚度降低30%，前肢分離肉塊中脂肪減少25%，瘦肉量增加12% 。同時應(yīng)用脂肪細(xì)胞膜蛋白被動免疫技術(shù)提高鼠、綿羊、雞、牛、兔子等胴體瘦肉率，降低體脂的效果已被大量的研究報道所證明。
    目前一些品質(zhì)優(yōu)良的地方品種家畜用雜交的方式來降低胴體體脂含量，必然會導(dǎo)致某些重要的遺傳基因丟失，不利于生物多樣性的保護(hù)。而利用膜蛋白免疫技術(shù)調(diào)控體脂含量，無疑能達(dá)到降低體脂含量，提高胴體品質(zhì)，有利于保留原來遺傳特性，有效保護(hù)我國優(yōu)良地方品種的遺傳資源。
4 應(yīng)用脂肪細(xì)胞膜蛋白免疫調(diào)控技術(shù)需注意的問題
    首先應(yīng)確定脂肪細(xì)胞膜蛋白成分及特異性膜蛋白并了解其功能。脂肪細(xì)胞膜蛋白組分及其具有組織和種屬特異性的膜蛋白的報道較多，且結(jié)果不一致。因此，利用基因重組技術(shù)產(chǎn)生特異的脂肪細(xì)胞膜蛋白抗體，確定各種家畜的脂肪細(xì)胞膜蛋白成分，找出其中的特異性蛋白并了解其功能是今后研究的重點。其次確定最佳的免疫方式。主動免疫操作簡單，但效果較差；而被動免疫效果雖好，卻很繁瑣。注射單抗比多抗的效果好，且不存在交叉反應(yīng)，不影響采食量。免疫效果還與家畜的補(bǔ)體系統(tǒng)和免疫器官發(fā)育完善有關(guān)。免疫時間、注射劑量、注射次數(shù)、日齡、品種、抗血清滴度、被免疫動物的應(yīng)激反應(yīng)等都會影響脂肪細(xì)胞膜蛋白免疫效果。

廣東海洋大學(xué)動物科學(xué)系/鄭曉靈 劉艷芬 潘穎斌