Leptin基因的研究进展

吴尚耕，徐红伟

（西北民族大学，甘肃 兰州 730030）

1 Leptin基因的结构特点

Zhang等[1]人在1994年通过克隆技术得到了小鼠的Leptin基因，发现其基因序列是高度保守的，并且小鼠Leptin基因的与人类的Leptin基因同源性达到了84%。在小鼠身上的提取的Leptin基因，这段mRNA长度为4.5kb，这段序列上分布着能编码167个氨基酸的开放阅读框，还包括了21个氨基酸的信号肽。[1]而在人类的Leptin基因中，它位于第7号染色体的q31.3，总长度为20kb。[2]在牛的相关研究中，4号染色体的q32是Leptin基因的定位点，它的DNA序列总长度超过了15kb。

2 Leptin基因的主要生理功能

Leptin基因主要在动物的生长发育、脂肪沉积等处发挥极其重要的生理功能。当前环境下，国内外关于家畜的Leptin基因的研究主要集中在牛、羊、猪等动物上。在动物的生产育肥环节中，它主要与生长发育性能以及饲料采食情况具有较强的相关性。而关于家兔的相关研究中表明了肉质相关的各项指标均与Leptin基因的表达量具有显著相关性。[3]当Leptin基因的表达产物瘦素与下丘脑瘦素的受体相互作用后，它可以引起食欲中枢活性的降低，因此可以降低家畜的采食量，并且通过提高交感神经系统的兴奋性，可以起到促进脂肪分解的速率、增加产热水平、增加能耗的功能，借此可以达到降低体重、提高瘦肉率等目的。[4]

与此同时，瘦素的其他作用也体现在能量状况的信号在生殖轴间的传递过程中，其既可作用于生殖中枢又可以作用于生殖器官从而参与生殖的调控以及促进动物的发情[5]。饥饿会使家畜免疫力降低，与此同时，体内瘦素水平也下降，它可以调节T细胞的免疫应答。由此可以猜测瘦素有极大的可能性是动物营养情况与其健康情况、免疫系统之间的一个重要环节。[5]

3 Leptin基因对脂肪合成的影响

贺鹏迦[6]等人对甘肃地方肉牛进行的Leptin基因的检测，表明了肉牛的大理石纹等级与肉牛身上的Leptin基因第2外显子上的一处突变位点呈显著正相关，且杂合型（突变型）肉牛的大理石纹等级显著高于纯合型。由此可以认定Leptin基因与脂肪的合成具有一定的相关性。过去的20多年里，人们已经认定Leptin基因对脂肪合成、沉积的调控作用是通过中枢神经系统和内分泌系统两种途径进行的[7]。而在内分泌系统途径中其对下丘脑的刺激可以起到影响食欲、增加代谢率等作用，其作用路径为下丘脑—垂体—肾上腺轴。[4]而对神经系统的相关作用主要体现在调控食物摄入量并且与相关的采食因子相互之间产生各种作用来调控能量的代谢的情况，从而影响到脂肪的合成。[4]

在瘦素功能缺失的状态时，Leptin基因的纯合突变小鼠会迅速地产生和Ⅱ型糖尿病高度相似的症状，例如肥胖以及高血糖。同时关于脂肪组织分泌瘦素的量受很多激素以及蛋白质的影响，例如在肥胖人群或小鼠中，血浆里的瘦素浓度会有所升高；而当体重减轻后，其浓度又会有所下降。在诸多脂肪因子中，瘦素在调节能量平衡方面具有至关重要的作用，其主要通过限制高能量水平的食物摄入以维持身体机能健康。同时有研究表明，与非肥胖症患者的测试结果对比显示，肥胖症患者的血清瘦素水平以及mRNA的含量有显著的提升，并且其提升量与体脂量呈强正相关的关系。[8]

4 Leptin基因对生长发育的影响

在猪的生长发育指标相关研究中发现，在大白猪群体内，Leptin基因有着3469T＞C多态性，对大白猪6个月月龄的体长有较为显著的影响，对于体高、体重等性状的作用却并不显著。由此可以推断Leptin基因对生物的生长发育可以起到一定程度的影响作用。

基于绵羊Leptin基因的研究逐渐增多，目前已经在4个品种绵羊的Leptin基因外显子3上发现了G271A、C316A和G387T等3个SNPs，在杜泊羊与小尾寒羊杂交羊上检测到了G3941T位点突变。由DNA序列数据库里的原始序列得知，此突变位点在HE605296上的第3941位上，但由于其位于非蛋白质编码区，因此其不编码蛋白质，但是它也有可能会影响到蛋白质的表达水平，对羊的品种选育工作以及育种工作具有重要的价值。

对杜寒杂交羊的Leptin基因外显子3进行了多态性分析，结果为共检测到1个单核苷酸多态性位点，同时提出了某处突变的位点与其生长发育的指标之间相关。这处位点的突变对于提高体重、体高等体尺指标的影响是显著的。但是这个结论只做了初步的试验，还未经系统的验证，因此在今后研究中还需要扩大群体样本进行更进一步的验证，才能将该基因作为选育生长发育指标的遗传标记应用于繁殖育种等生产实践。[9]

5 Leptin基因对肉质的影响

通过查阅罗刚[10]等人的研究论文，得知当齐卡兔的生长日龄慢慢增长时，Leptin基因在肾周脂、皮下脂和腿部肌肉中的表达量全部逐渐升高，母兔在肾周脂中的Leptin基因的表达量显著髙于公兔的Leptin基因的表达量（于70日龄、84日龄和91日龄的生长日龄）。在皮下脂的测定中91日龄的表达量显著高于其他日龄的，在肾周脂和腿部肌肉的测定中母兔的Leptin基因表达量高于公兔，在皮下脂肪的测量中公兔的Leptin基因的表达量高于母兔的Leptin基因的表达量。pH酸碱度在84日龄时下降的最为缓慢，同时测定了84日龄家兔的肌肉中的脂肪后发现84日龄母兔的皮下脂中Leptin基因的表达量与肌肉中的脂肪含量呈极显著负相关，与熟肉率呈显著正相关；肾周脂和皮下脂中的Leptin基因表达量均与公兔的熟肉率呈负相关。[3]

由此也可以推断出Leptin基因对脂肪合成方面的调控作用会影响到肉质各项指标，同时在该种兔各组织中Leptin基因的表达量与肉质的各项相关指标具有显著的相关性。

本文通过Leptin基因的主要生理功能、对生长发育、脂肪合成、肉质以及进食和能耗的影响以及Leptin基因与某些疾病的关系几个方面阐述了Leptin基因目前的研究进展。关于Leptin基因的研究，就目前来讲还很浅显，日后对其进行更加深入的研究与发现并且合理应用这些研究结果，会对畜牧生产有一定的参考价值。