低氧诱导因子HIF-1α激动剂对猪IPEC-J2小肠上皮细胞糖酵解相关酶基因及β防御素表达的影响

摘要

旨在利用HIF-1α激动剂二甲基乙二酰甘氨酸(DMOG)上调HIF-1α的表达水平，研究HIF-1α对猪肠道上皮细胞糖酵解相关酶基因及β防御素表达的调节作用.以猪空肠上皮细胞系IPEC-J2细胞为研究对象，分为对照组和DMOG处理组，试验设置6个处理浓度(0、 0.25、0.5、1、2、4 mM)和2个处理时间(4 h和24 h),采用CCK8检测细胞活力确定后续试验的培养基是否含血清及DMOG的浓度范围，基于上述试验结果，CCK8检测不同作用时间(0、1、2、4、8、24 h)下，低剂量(0.25 mM)和高剂量(2 mM)DMOG对细胞活力的影响，酶联免疫吸附实验(ELISA)和蛋白免疫印迹(WB)检测HIF-1α的蛋白表达水平，实时荧光定量PCR(qPCR)检测HIF-1α及其下游靶基因mRNA的表达情况，比色法检测糖酵解途径关键酶活性的变化.结果发现，2 mM的DMOG处理4、8和24 h时能显著抑制IPEC-J2细胞活力(P<0.05).WB结果表明，2 mM DMOG能显著上调细胞内总HIF-1α的蛋白表达(P<0.05).2 mM DMOG处理4 h能显著上调HIF-1α下游靶基因葡萄糖转运蛋白1(GLUT-1)、乳酸脱氢酶A(LDHA)、6-磷酸果糖-2-激酶(PFK-3)、己糖激酶2(HK2)的mRNA表达水平(P<0.05),同时上调糖酵解关键限速酶丙酮酸激酶(PK)、磷酸果糖激酶(PFK)、己糖激酶(HK)的活性(P<0.05),2 mM DMOG处理24 h则显著上调细胞内PK活性(P<0.05),表明DMOG可能通过上调HIF-1α途径，促进IPEC-J2细胞的代谢类型转向糖酵解.ELISA结果发现，2 mM DMOG处理4 h能够促进猪β防御素1(PBD1)和猪β防御素2(PBD2)的蛋白表达水平(P<0.05).综上所述，DMOG能够上调猪IPEC-J2细胞中HIF-1α及其下游糖酵解相关酶基因和β防御素的表达，初步表明低氧诱导因子HIF-1α可能对猪IPEC-J2细胞β防御素表达具有调节作用.

关键词

猪 / 小肠上皮细胞 / 低氧诱导因子1α / β防御素 / 二甲基乙二酰甘氨酸(DMOG)