中国荷斯坦牛HSPB8 基因与热应激反应性状相关性研究

张 帆，胡丽蓉，刘嘉莉，康 玲，罗汉鹏，杨明路，徐 青*，郭 刚，初 芹，黄锡霞，王雅春*

（1.新疆农业大学动物科学学院，新疆乌鲁木齐 830052；2.中国农业大学动物科学技术学院，北京 100193；3.北京交通大学生命科学与生物工程研究院，北京 100044；4.北京首农畜牧发展有限公司，北京 100029；5.北京市农林科学院，北京 100089）

热应激每年给奶牛业带来巨大损失，已成为困扰全世界奶牛产业的难题之一。热应激环境下，多数动物会产生热休克反应，机体表达大量的热休克蛋白（Heat Shock Proteins，HSPs）。热休克蛋白种类繁多，按分子量分为小分子热休克蛋白（sHSP）、HSP40、HSP60、HSP70、HSP90、HSP110 及泛素 7 个家族。在sHSP 家族中，HSPB8 蛋白亦称为HSP22、H11 激酶，在氧化应激[1-2]、线粒体自噬[3-5]、细胞凋亡[5-6]、炎症反应[7-9]中均有重要的功能。HSPB8 作为一种分子伴侣，能够与骨形态发生蛋白（Bone Morphogenetic Protein，BMP）结合，激活PI3K/Akt 通路，抑制细胞凋亡[10-11]；与BAG3（Bcl-2-associated Anti-Apoptotic Gene 3）、HSP70、SYNPO2（Synaptopodin 2）结合，加快变性或错误折叠的蛋白质修复和降解[12-15]；与微管相关蛋白-2（Microtubule Associated Protein 2，MAP2）结合以维持细胞骨架完整[16-18]，保护热应激下的细胞。此外，热应激时机体为减少产热会增加糖代谢，减少脂代谢，细胞的能量需求量也会增加。而HSPB8 蛋白通过阻止二硫苏糖醇诱导的胰岛素聚集和热诱导的柠檬酸合酶聚集，使三羧酸循环正常进行，保证细胞的能量平衡[19-20]。因此，HSPB8 蛋白在细胞抗热应激中发挥重要作用，在热应激条件下过表达HSPB8 蛋白可以在一定程度上增加细胞的耐热性[21-22]。

在果蝇和水牛的研究中都发现热应激可以引起HSPB8基因表达显著上调[19,23-24]；2018 年，Sengar 等[25]研究发现牛热应激后表达显著上调的1 个miRNA（btamiR-2898），在HSPB8基 因3'UTR 区域有2 个结合位点，进一步在外周血单核细胞（Peripheral Blood Mononuclear Cells，PBMC）中证实了热应激引起btamiR-2898 的过表达能够调控目标基因的表达。……