脂肪型脂肪酸结合蛋白的生理功能及在禽类中的研究进展

范芮铭，孟 博，曹中赞，栾新红

(沈阳农业大学畜牧兽医学院，辽宁沈阳，110866)



脂肪型脂肪酸结合蛋白的生理功能及在禽类中的研究进展

范芮铭，孟 博，曹中赞，栾新红*

(沈阳农业大学畜牧兽医学院，辽宁沈阳，110866)

脂肪型脂肪酸结合蛋白(A-FABP)又称为脂肪酸结合蛋白4(FABP4)或A-FABP，是脂肪酸结合蛋白(FABPs)家族中的一员，能结合多种疏水性化合物，在脂肪和卵巢组织中分布广泛，参与脂肪酸的合成代谢，作用于卵巢组织中，对于禽类产蛋中脂肪酸的沉积会起到关键的作用，调控禽类产蛋过程中蛋的脂肪酸营养沉积，提高产蛋优良性能。该蛋白又与肌间脂肪(IMF)含量有关，保证了肉质的良好品质，这让A-FABP在禽类养殖中的研究逐渐成为热点。论文就该蛋白的生理功能和在禽类中的研究进展做一介绍。

脂肪型脂肪酸结合蛋白；脂肪酸结合蛋白；脂肪组织

脂肪型脂肪酸结合蛋白(A-FABP)是一类低分子量蛋白，作用是参与脂肪代谢、长链脂肪酸的转运及摄取，在白色与棕色脂肪细胞中大量表达。研究发现，脂肪组织缺失A-FABP基因后，机体对于胰岛素信号与葡萄糖摄取增加，这表明该基因在脂肪细胞与巨噬细胞中都存在作用。肌间脂肪沉积量与肉质量有关，A-FABP基因对肌间脂肪沉积有作用，可以通过人为干预A-FABP基因来控制禽类的体重、脂肪率，更好的进行饲养管理和节约饲粮。脂肪组织中含有丰富的A-FABP，本文将就该基因的结构与生理作用，及其在禽类中的一些研究进展加以阐述。

1 FABPs家族概况

目前已经证实，脂肪酸结合蛋白(FABPs)家族至少有10种脂肪酸结合蛋白，而且这些脂肪酸结合蛋白在不同的组织中以不同的形式存在。FABPs存于动物机体中，除红细胞外，在哺乳动物的组织中广泛分布[1]。到目前为止，在脊椎动物中已确定FABPs的12个亚型[2]。根据最初分离到它们的组织以及组织特异性分布情况，FABPs分为肝脏型FABP(L-FABP，即FABP1)、小肠型FABP(I-FABP，即FABP2)、心型FABP(H-FABP，即FABP3)、脂肪细胞型FABP(A-FABP，即FABP4)、表皮型FABP(E-FABP，即FABP5)、回肠型FABP(IL-FABP，即FABP6)、脑型FABP(B-FABP，即FABP7)、髓磷脂型FABP(M-FABP，即FABP8)、睾丸型FABP(T-FABP，即FABP9)9种类型。

FABPs属于小分子量蛋白，分子质量为14 ku～15 ku，其胞浆蛋白主要与脂肪酸结合[3]。尽管基因结构中4个外显子和3个内含子高度保守[4]，但FABPs家族在脊椎动物和无脊椎动物之间氨基酸序列的同源性一般是较低的，为17%～67%。蛋白三级结构中的共同点是N端由2个短α螺旋和10个反向平行的β链构成的β折叠桶，配体结合的部位即β折叠桶的中心[5]。

FABPs的生理作用包括脂肪酸的摄取与利用、细胞内靶向脂肪酸在特定细胞器内的代谢和细胞结构的保护等[6-8]。在细胞内FABPs将脂肪酸从质膜运送至代谢场所，包括β氧化或甘油三酯的合成处。不同的FABP调节不同的细胞过程，从而调节细胞内脂肪酸的浓度[9]。

2 A-FABP

2.1 A-FABP简介

作为FABPs家族中的一员，脂肪型脂肪酸结合蛋白(A-FABP)有与该家族普遍一致的生理作用，只是作用部位不尽相同。研究发现，高脂饲粮饲喂后，动物缺乏A-FABP，并出现较低的血浆胰岛素水平及体重下降现象。此外还证实，在实验动物脂肪组织中，A-FABP的作用具有代偿性。用小鼠作为实验动物时发现，FABP参与脂质代谢的改变，包括调控脂肪分解和脂肪生成[10]。这些途径分析表明，A-FABP 基因可能参与脂肪分解的基因下调和脂肪合成有关的多个基因上调。

2.2 A-FABP的分子结构特征

A-FABP分子质量为15 ku，基因全长8 kb左右。A-FABP基因AP-1的结合位点、C/EBP、TATA盒等依赖性位点均包含在5′上游调控区。在前脂肪细胞分化的过程中，启动子位点不少调控元件之间起作用，A-FABP基因 mRNA表达量显著增加，从而活化A-FABP基因的表达[11]。

3 A-FABP的功能

A-FABP是膜周边蛋白，在许多组织中表达，特别是在与脂质代谢相关的脂肪组织中。A-FABP的蛋白质结构中心能可逆的与长链脂肪酸相结合，帮助脂肪酸的运输及代谢[12]。长链脂肪酸可诱导A-FABP的表达。A-FABP是过氧化物酶体增殖物激活受体γ(PPARγ)的一个重要的脂质转运靶基因，而PPARγ是A-FABP基因表达的重要调节因子，在巨噬细胞和脂肪细胞中PPARγ可特定地诱导A-FABP表达。A-FABP作为脂肪酸的分子伴侣，与细胞胞内脂质的生物靶点和信号转导通路协同作用[13]。研究证实了利用PPARγ结合长链脂肪酸，增加其浓度以诱导控制A-FABP基因的表达。

动物脂肪组织中A-FABP基因缺失增加了脂肪酸的浓度，证实脂肪的分解量上升。由此推测，若A-FABP缺失，脂肪分解作用应升高。另外，A-FABP在肌肉脂肪细胞的分化过程中提高甘油三酯的沉积，使肌间脂肪(IMF)沉积增多，因此A-FABP基因可作为检测肉质的候选基因[14]。

4 A-FABP与禽类产蛋的营养调控

禽蛋中所含的营养物质除11%的蛋白质以外，脂肪所占的比例也在10.5%左右。禽蛋胚胎各阶段发育的能量来源为脂肪酸，保证了禽类胚胎的正常生长发育[15]。禽蛋中脂类主要沉积在卵黄，同时脂类也是卵黄中最重要的营养成分。在蛋鸡中，重2 kg的蛋鸡每天大约在饲粮中摄入3 g脂肪，但是卵黄所需要的总脂肪含量达5 g～6 g，与饲粮中摄取的相差2 g～3 g，蛋鸭中，与鸡同等重量下每天所需的脂肪是4.8 g，卵黄需求是8 g[16]，与蛋鸡相似。这样除在饲粮中摄取外源的脂肪酸外，剩下的缺口自然就需要依靠自身脂肪酸的合成，以满足每日禽蛋中的脂肪酸需求量。禽类产蛋时脂类的合成有规律，在排卵前几天会大量合成，为脂类沉积做准备[17]。

A-FABP基因参与脂肪酸的合成代谢，这样推测该基因对于禽类产蛋中脂肪酸的沉积会起到关键的作用，在禽类产蛋过程中对蛋的脂肪酸营养沉积起到调控作用。

5 A-FABP在禽类中的研究进展

在家禽中，关于脂类代谢调控相关基因在鸡中研究较多。除A-FABP外，鸡的几个基因已被证实可参与调节脂肪细胞分化，如脂蛋白脂酶(LPL)、过氧化物酶体增殖物激活受体(PPAR)等[18]。A-FABP在鹅中的研究较少，很多数据、试验项目还不是很完善，鹅的瘦素受体(LEPR)已经被证实在脂质代谢中起重要作用，而油酸可以激活鸡和鹅的脂肪细胞的分化。在鸭脂肪细胞中，是油酸起着类似的作用，还是A-FABP基因参与鸭脂肪细胞分化过程仍然未知。

5.1 鸡的A-FABP研究

研究A-FABP基因在鸡体中的作用机制时，结果显示，对鸡该基因的cDNA序列进行克隆，与mRNA分析表明，A-FABP基因在鸡的脂肪组织中表达显著[19]。通过研究北京油鸡 A-FABP 基因多态性发现，A-FABP基因可能是影响鸡脂肪代谢的主效基因[20]。

5.2 鸭的A-FABP研究

研究A-FABP基因在鸭脂肪组织中的作用机制，经试验证实，通过克隆雌鸭脂肪组织中的A-FABP基因cDNA序列对比后发现，与禽类中鹅、鸡的同源性有94%[21]。A-FABP基因在其他组织中的表达量远小于在脂肪组织中的表达量，显然A-FABP基因具有很高的保守性，在表达中也具有组织特异性[22]。

5.3 鹅的A-FABP研究

鹅的A-FABP基因研究不多。该基因鹅的编码区进行克隆测序发现与鸡的核苷酸序列及翻译成氨基酸后的核苷酸同源性相近，分别是94%和97%，且该基因内含子核苷酸序列的同源性鹅与鸡相比达到74%[23]。高脂高糖饲喂过程中，A-FABP基因在朗德鹅各组织中的表达量为肝、脂肪表达很明显，分居第一和第二位；而肾、睾丸、脑表达量较少，且数据分析表明在肝脏和脂肪中比较后表达量差异不明显[24]，但是较其他的组织差异较大(P<0.05)[25]。对禽类A-FABP基因的分析之后可以看出，鸡、鸭、鹅3个物种同源性基本一致，且在3个物种中的脂肪组织里表达较明显，这样通过数据也可得A-FABP基因参与脂肪酸的合成代谢从而对调控起重要作用。

6 展望

在畜牧生产中，养殖者一味追求供求关系、生产周期，使禽类快速增重，普遍会提高饲粮添加的能量值，在脂肪细胞中A-FABP会影响甘油三酯的沉积，脂肪过多沉积，会降低饲粮的转化率，饲养成本增加，畜产品品质下降，禽类脂肪堆积过多，造成消费者在食用肉品的同时也摄入了较多的脂肪，造成身体上的问题，如糖尿病、动脉粥样硬化、肥胖等。A-FABP基因的研究大多是关于其能改变脂肪细胞的增殖，影响肌间脂肪(IMF)的含量，实现改善肉质的目的，也可以通过基因筛选出为人类所用的优良品种。从研究中发现，虽然A-FABP基因参与肌间脂肪的形成，但是否可以直接断定该基因就是决定性的影响因素尚不明确，还需要后续试验证明。应从肌间脂肪形成的分子机制、A-FABP位点筛选、表达关系上进行充分的论证研究。

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Physiological Function of A-FABP and Its Research Progress in Poultry

FAN Rui-ming,MENG Bo,CAO Zhong-zan,LUAN Xin-hong

(CollegeofVeterinaryandAnimalScience,ShenyangAgriculturalUniversity,Shenyang,Liaoning,110866,China)

Adipocyte fatty acid binding protein also known as fatty acid binding protein 4 (FABP4) or A-FABP, is a member of the family fatty acid binding proteins (FABPs), can be combined with a variety of hydrophobic compounds, widely distributed in the ovary and adipose tissue, involved in the synthesis of fatty acid metabolism for ovarian tissues and fatty acid deposition in eggs,and plays a key role in fatty acid deposition, nutrition regulation during egg laying of poultry, improve the excellent performance of laying. The protein is also related to the intramuscular fat (IMF) content to ensure the good quality of meat.A-FABP in poultry breeding research has gradually become a hot spot. This review described the physiological function of the protein and the progress in the study of poultry.

2016-10-15

国家自然科学基金项目(31372395)

范芮铭(1989-)，男，内蒙古赤峰人，硕士研究生，主要从事动物生理学与生殖内分泌学研究。 *通讯作者

S855.12

A

1007-5038(2017)05-0089-04