人才强校 | 刘国世教授团队在褪黑素调控自噬与炎症的研究中取得新进展

本网讯  近日，动科学院刘国世教授团队在褪黑素调控自噬与炎症的研究中取得重要进展。相关研究在线发表于国际知名期刊《Autophagy》（最新影响因子11.1；5年影响因子11.8），文章题目为“Effects of AANAT overexpression on the inflammatory responses and autophagy activity in the cellular and transgenic animal levels”（ https://doi.org/10.1080/15548627.2018.1490852），该研究揭示了内源性褪黑素通过调节自噬影响炎症反应的分子机制。

该团队利用体细胞核移植（克隆）转基因技术生产了全身过表达AANAT（褪黑素合成限速酶）的崂山奶山羊，获得高水平内源褪黑素的转基因山羊模型，并研究了外周血单核细胞(PBMCs)的抗炎症能力。研究首先利用电转染方法，获得过表达褪黑素合成限速酶基因AANAT的单克隆崂山奶山羊胎儿成纤维细胞系，再进一步通过体细胞核移植得到融合胚胎并进行胚胎移植，获得7只转基因阳性克隆羊，其血清褪黑素水平均显著高于野生型山羊。转基因羊血液中高水平的褪黑素，通过抑制PBMCs内的ERK  MAPK信号通路，上调抗氧化蛋白的表达提高细胞抗氧化应激能力，降低自噬相关蛋白的表达从而降低自噬活动，升高血清中促炎性细胞因子，增强机体免疫能力。体外实验还发现，转基因山羊单核细胞中高水平的褪黑素与其受体MT2结合并激活胞内p38 MAPK信号通路，促进PBMCs自噬，降低由LPS诱导的PBMCs的过度炎症反应。此外，内源性高水平褪黑素转基因羊为繁殖、免疫调控等功能的研究，以及高繁殖力羊新品种培育奠定了基础。

刘国世教授是论文通讯作者，博士研究生陶景丽、杨明辉是论文的共同第一作者，该研究得到了国家转基因生物新品种培育重大专项的资助。

此外，刘国世教授团队已经通过原核胚微注射结合胚胎移植技术获得乳腺特异性过表达AANAT的阳性奶山羊及绵羊，使得其乳汁中褪黑素水平显著升高，为开发褪黑素功能乳奠定了分子育种基础，相关研究成果“An AANAT/ASMT transgenic animal model constructed with CRISPR/Cas9 system serving as the mammary gland bioreactor to produce melatonin‐enriched milk in sheep”（ https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1111/jpi.12406），发表在国际知名期刊《Journal of Pineal Research》(2017年影响因子11.6；5年影响因子9.6)。

上述研究也为后续揭示褪黑素提高奶牛免疫力机制和功能乳的开发奠定了基础。