基于绵羊胚胎骨骼肌蛋白质组学的PI3K-AKT信号通路分析

【目的】绵羊是重要的经济动物,其骨骼肌生长发育与产肉性能密切相关。胚胎期是绵羊骨骼肌生长发育的关键阶段,挖掘分析绵羊胚胎骨骼肌蛋白质组数据,为揭示绵羊肌肉发育重要时间节点、筛选绵羊胚胎骨骼肌生长发育调控蛋白质提供依据。【方法】本团队已对妊娠第85天、第105天和第135天的中国美利奴绵羊胚胎背最长肌进行串联质谱(tandem mass tag, TMT)蛋白质定量,鉴定到1316种差异丰度蛋白质。现利用GO、KEGG和R等方法对这些差异丰度蛋白质开展聚类、功能注释和通路分析等生物信息学分析。【结果】基于前期研究结果对差异丰度蛋白质进行R语言聚类,分析结果显示,cluster 5类蛋白在胚胎骨骼肌第105天具有较高丰度。对cluster 5蛋白进行GO和KEGG富集分析发现,该类蛋白质参与胞内蛋白质代谢过程,显著富集于PI3K-AKT信号通路中,而在该信号通路中RAC-β丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶X1(AKT2)具有较高表达丰度。蛋白质生物信息学结果表明,AKT2蛋白由481个氨基酸构成,AKT2蛋白理论分子量为55.58kD,由66个带正电荷的氨基酸残基和72个带负电荷的氨基酸残基组成,理论等电点为6.08,亲水性平均系数-0.454,属于亲水性蛋白。预测AKT2蛋白的481个氨基酸全部位于膜外,属于膜受体蛋白。AKT2蛋白有12个N-端糖基化位点,71个磷酸化位点,与蛋白酶K相似度为99%,属于蛋白酶催化亚基家族。【结论】绵羊胚胎骨骼肌蛋白质组数据发现,第105天是绵羊胚胎骨骼肌纤维由增殖分化到增大增粗的转折点,具有调控绵羊胚胎骨骼肌纤维生长发育作用的PI3K-AKT信号通路在该节点显著富集,AKT2是调控该信号通路的重要候选蛋白。综上,本研究结果对揭示胚胎骨骼肌生长发育及其调控分子机制具有重要理论指导意义。     

大尾寒羊和小尾寒羊尾部脂肪lncRNA差异表达分析

【目的】通过识别影响绵羊尾部脂肪沉积的长链非编码RNA(long noncoding RNA,lncRNA),深入研究lncRNA参与绵羊尾部脂肪沉积的规律。【方法】采集大尾寒羊和小尾寒羊2个品种各3只公羊的尾部脂肪组织样本，通过Illumina NextSeq500高通量测序技术对样本RNA进行转录组测序，对所获得的reads进行lncRNA分析，筛选出差异表达lncRNA,通过GO和KEGG富集分析挖掘lncRNA靶基因参与的生物学过程和代谢途径。【结果】研究共筛选获得22个差异表达的lncRNA,对其进行靶基因预测，获得20个顺式靶基因。通过对靶基因功能分析，检测到包括调控血管生成、细胞迁移、胰岛素反应和MAPK级联反应正调控的4条生物学过程，以及胞外区、细胞外间隙的2条细胞组分。KEGG富集分析筛选到20个靶基因参与脂肪细胞因子信号通路、进入脂质代谢、代谢途径、AMPK信号通路和磷脂酶D信号通路等19条信号通路。【结论】本研究鉴定了影响绵羊尾部脂肪沉积的差异表达lncRNA及其靶基因，为进一步研究绵羊尾部脂肪沉积过程的作用机理奠定基础。     

内蒙古白绒山羊蛋白激酶B/AKT基因的克隆及表达模式分析

 【目的】克隆内蒙古白绒山羊AKT基因cDNA并分析其基本表达模式。【方法】RT-PCR克隆AKT基因 cDNA。通过在线软件BLAST进行核酸序列分析,用SMART与Psite进行氨基酸序列分析。半定量RT-PCR检测AKT基因在绒山羊组织中的表达特异性。Western blotting检测绒山羊胎儿成纤维细胞中AKT表达。【结果】克隆到的内蒙古白绒山羊AKT基因cDNA片段长 1 443 bp,包含了编码480个氨基酸残基的全长ORF,氨基酸序列与绵羊（NM_001161857.1）同源性为97%。SMART分析表明,ORF编码的蛋白包含了可与3-磷酸肌醇结合的PH结构域及具有丝氨酸/苏氨酸激酶催化活性的S_TKc结构域。Psite分析表明,含有1个cAMP-/cGMP-依赖性蛋白激酶磷酸化位点、6个蛋白激酶C磷酸化位点、10个酪蛋白激酶Ⅱ磷酸化位点、2个蛋白激酶ATP结合区信号和1个丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶活性区域。PSORT程序预测其定位于细胞质中。AKT基因mRNA丰度在睾丸、脑和肾中较高,在脾、肝、肺及乳腺组织中相对低。绒山羊胎儿成纤维细胞中抑制mTOR活性,AKT表达量降低。【结论】内蒙古白绒山羊AKT基因cDNA全长ORF的核苷酸序列与绵羊的AKT基因具有很高的同源性,AKT基因在脾、睾丸、脑、肝、肺、乳腺及肾组织中均有表达,其AKT的表达受mTOR信号通路的调控。     

基于全转录组测序的绵羊胚胎不同发育阶段 骨骼肌circRNA的分析与鉴定

【目的】肉用性状是家养动物的重要性状,尤其是产肉性能与骨骼肌的发育密切相关,对多数动物而言,骨骼肌的生长取决于肌纤维的早期发育。本研究将揭示绵羊（Ovis aries）胚胎期骨骼肌组织发育重要节点、肌纤维的形成及转换机制,探究骨骼肌在动物胚胎期的生长对后续发育潜力的影响。【方法】在前期绵羊胚胎期组织结构试验的基础上,选择肌纤维发育及类型转换的3个重要时间节点：胎龄85 d（D85）、105 d（D105）、135 d（D135）,并对处于这些节点期的中国美利奴绵羊胚胎背最长肌进行全转录组测序。通过生物信息学分析和功能预测筛选出差异表达显著的circRNA,采用实时荧光定量 PCR（qRT-PCR）对其进行验证。【结果】通过条件筛选（|log2| ≥1且P≤0.05）获得差异表达circRNA 1 126个。将3组进行比较,在各时间节点都发现较多的特异性表达circRNA。在D85 vs D135比较组中,特异性差异表达数量最多：共发现差异表达circRNA 374个,上调表达201个,下调表达173个,其中具有4倍以上差异的基因167个,占差异基因的44.7%。对这些差异性表达的circRNA进行GO和KEGG功能分析和靶向预测,富集到与肌肉分化和肌纤维发育相关的能量代谢和信号转导通路,包括MAPK、PI3K-Akt、Ras、Regulation of actin cytoskeleton等。结果表明：在D85至D105期间富集到的差异circRNA多与肌细胞发育调控、细胞增殖和存活、细胞周期等相关,而在D105至D135期间富集到的通路则主要与能量转换、物质运输、RNA转运和DNA修复有关。靶向预测结果通过Cytoscape软件绘制出可视化共表达网络,筛选到circRNA8239、circRNA19073,circRNA2765、circRNA1616等核心调控转录物,并在D105找到调节快慢肌类型转换的关键因子circRNA7527,其靶向作用于bta-miR-135a、bta-miR-615、chi-miR-133a-5p进而调控MEF2C基因。通过3个时间节点的差异表达情况和功能预测描述选取了与肌肉发育相关的4个核心circRNA和其靶向的4个miRNA进行qRT-PCR分析,其基因表达趋势与测序数据一致。【结论】本试验在转录水平上验证了绵羊胚胎发育D85至D105是肌纤维数量的稳定发生期,而D105至D135则是肌纤维的肥大期,由此推断D105可能是绵羊胚胎发育的关键时间窗口。本研究首次基于全转录组测序构建了绵羊胚胎期骨骼肌发育的circRNA图谱,揭示了不同发育阶段的转录组差异,并对绵羊胚胎骨骼肌发育期间重要的调控因子进行挖掘和验证,发现了以MEF2C为靶基因的多个circRNA和miRNA参与MAPK信号通路,为绵羊肌纤维发育分子机制以及其它家畜非编码RNA的研究提供了参考。     

基于全转录组测序的绵羊胚胎不同发育阶段骨骼肌circRNA的分析与鉴定

【目的】肉用性状是家养动物的重要性状,尤其是产肉性能与骨骼肌的发育密切相关,对多数动物而言,骨骼肌的生长取决于肌纤维的早期发育。本研究将揭示绵羊(Ovis aries)胚胎期骨骼肌组织发育重要节点、肌纤维的形成及转换机制,探究骨骼肌在动物胚胎期的生长对后续发育潜力的影响。【方法】在前期绵羊胚胎期组织结构试验的基础上,选择肌纤维发育及类型转换的3个重要时间节点:胎龄85 d(D85)、105 d(D105)、135 d(D135),并对处于这些节点期的中国美利奴绵羊胚胎背最长肌进行全转录组测序。通过生物信息学分析和功能预测筛选出差异表达显著的circRNA,采用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)对其进行验证。【结果】通过条件筛选(|log2|≥1且P≤0.05)获得差异表达circRNA 1 126个。将3组进行比较,在各时间节点都发现较多的特异性表达circRNA。在D85 vs D135比较组中,特异性差异表达数量最多:共发现差异表达circRNA 374个,上调表达201个,下调表达173个,其中具有4倍以上差异的基因167个,占差异基因的44.7%。对这些差异性表达的circRNA进行GO和KEGG功能分析和靶向预测,富集到与肌肉分化和肌纤维发育相关的能量代谢和信号转导通路,包括MAPK、PI3K-Akt、Ras、Regulation of actin cytoskeleton等。结果表明:在D85至D105期间富集到的差异circRNA多与肌细胞发育调控、细胞增殖和存活、细胞周期等相关,而在D105至D135期间富集到的通路则主要与能量转换、物质运输、RNA转运和DNA修复有关。靶向预测结果通过Cytoscape软件绘制出可视化共表达网络,筛选到circRNA8239、circRNA19073,circRNA2765、circRNA1616等核心调控转录物,并在D105找到调节快慢肌类型转换的关键因子circRNA7527,其靶向作用于bta-mi R-135a、bta-mi R-615、chi-mi R-133a-5p进而调控MEF2C基因。通过3个时间节点的差异表达情况和功能预测描述选取了与肌肉发育相关的4个核心circRNA和其靶向的4个mi RNA进行q RT-PCR分析,其基因表达趋势与测序数据一致。【结论】本试验在转录水平上验证了绵羊胚胎发育D85至D105是肌纤维数量的稳定发生期,而D105至D135则是肌纤维的肥大期,由此推断D105可能是绵羊胚胎发育的关键时间窗口。本研究首次基于全转录组测序构建了绵羊胚胎期骨骼肌发育的circRNA图谱,揭示了不同发育阶段的转录组差异,并对绵羊胚胎骨骼肌发育期间重要的调控因子进行挖掘和验证,发现了以MEF2C为靶基因的多个circRNA和mi RNA参与MAPK信号通路,为绵羊肌纤维发育分子机制以及其它家畜非编码RNA的研究提供了参考。     

五指山猪和长白猪背最长肌蛋白组学研究

为比较五指山猪和长白猪生长后期肌肉生长发育的差异,以6、8月龄五指山猪和长白猪为试验对象,采用同位素标记相对和绝对定量技术(iTRAQ)对其背最长肌总蛋白进行鉴定,结合生物信息学技术筛选品种间和品种内差异蛋白,并对其进行KEGG通路富集分析。结果表明：4组样品中共鉴定到1713个蛋白;五指山猪和长白猪品种间比较,6、8月龄猪中分别有460、337个差异的蛋白;品种内2个生长阶段比较,五指山猪和长白猪中分别有421、275个差异蛋白;2种比较均为上调的差异蛋白数多于下调差异蛋白数;KEGG通路分析发现,在五指山猪和长白猪品种间,6、8月龄在2个品种间的差异蛋白富集到差异显著(P<0.05)的条目分别为34、33个,在品种内,五指山猪和长白猪在2个生长阶段间的差异蛋白富集到差异显著(P<0.05)的条目分别为24、14个;在品种内发现了调控骨骼肌分化过程中发挥着重要作用的PI3K/AKT信号通路和影响脂肪沉积的PPAR信号通路,在品种间除了这2种外,还发现有肌纤维类型发育相关的糖酵解/糖异生信号通路;品种内2个比较组在PPAR和PI3K/AKT信号通路分别有10、9个共同表达的基因,品种间2个比较组在糖酵解/糖异生、PI3K/AKT和PPAR信号通路分别有10、13、9个共同表达的基因,对这些信号通路中共同表达的基因进行分析后筛选到一些与肌肉生长发育和脂肪代谢相关的关键基因。     

转录组测序揭示不同生长速度番鸭胸肌组织的基因表达差异

【目的】利用转录组测序技术分析不同生长速度番鸭的基因表达差异，挖掘影响番鸭生长性能的基因与信号通路，为阐明生长性能差异的遗传机制提供理论基础。【方法】选取不同生长速度两尾样番鸭的胸肌组织进行转录组测序，采用无参考基因组的分析手段对测序结果进行分析，获得差异表达基因（Differentially expressed genes，DEGs）。利用 Blast2 GO 软件对 DEGs 进行功能富集分析，利用 KAAS 网站进行 DEGs 的通路富集分析。【结果】转录组测序分析结果显示，快速生长型番鸭与缓慢生长型番鸭相比共有 186 个显著 DEGs，其中 49 个表达量上调，137 个表达量下调。这些 DEGs 主要富集在磷脂酰肌醇三激酶 - 丝氨酸 / 苏氨酸激酶（PI3K-AKT）信号通路、丝裂原活化蛋白激酶（MAPK）信号通路和腺苷酸激活蛋白激酶（AMPK）信号通路。【结论】PI3K-AKT、MAPK、AMPK 这 3 条信号通路是控制番鸭机体生长发育的重要调节信号通路。     

miR-15b靶基因预测、信号通路分析及靶基因鉴定

【目的】对miR-15b靶基因进行预测、信号通路分析及鉴定,以期为miR-15b的功能研究奠定基础.【方法】利用Target Scan Release 7.0,PicTar和PITA数据库对miR-15b靶基因进行预测,再用DAVID数据库对预测出的靶基因集进行功能富集分析(gene ontology-analysis)及信号转导通路富集分析(KEGG pathway analysis).随后利用双荧光素酶报告试验对预测出miR-15b的靶基因丙酮酸脱氢酶激酶4(PDK4)和CD28进行验证.【结果】3个软件共同预测出miR-15b的靶基因有305个,其靶基因集合功能富集于蛋白激酶活性、GTP结合蛋白调控等分子功能,蛋白氨基酸磷酸化、细胞周期调控等生物学过程及微管相关复合体、转录因子复合体等细胞组分上.信号转导通路则显著富集于癌症相关信号通路.双荧光素酶报告实验结果显示CD28为miR-15b的靶基因,而PDK4不是miR-15b的靶基因.【结论】miR-15b在细胞增殖、凋亡和细胞周期调控等过程中发挥重要调控作用,且miR-15b通过调控CD28的表达对T细胞的受体激活发挥调控作用.     

miR-486对绵羊骨骼肌卫星细胞增殖及PI3k-Akt信号通路相关基因表达的影响

【目的】明确miR-486对绵羊骨骼肌卫星细胞增殖及PI3K-Akt信号通路相关基因表达的影响,为揭示miR-486对绵羊骨骼肌发育的调控机制打下基础。【方法】以巴什拜羊1日龄羔羊后肢骨骼肌卫星细胞为研究对象,通过转染miR-486 mimics和miR-486 inhibitor致使绵羊骨骼肌卫星细胞中miR-486水平上调或下调,探究miR-486对骨骼肌卫星细胞增殖速度及PI3K-Akt信号通路中PTEN、GSK3b、PRKCα、Raf-1、MAPK1、PKN1、Casp9和SGK1等8个相关基因表达变化的影响。【结果】空白对照及转染miR-486 mimics、miR-486 mimics negative control和miR-486 inhibitor negative control的绵羊骨骼肌卫星细胞均表现出典型的S形增殖曲线,但各处理间的细胞增殖速度存在明显差异。当绵羊骨骼肌卫星细胞中miR-486水平上调可促使细胞进入快速增殖状态,而miR-486水平下调可使细胞保持静止状态。实时荧光定量PCR检测结果表明,当绵羊骨骼肌卫星细胞中miR-486水平上调时,可引起PTEN、Raf-1和MAPK1基因相对表达量极显著下调（P<0.01,下同）,PRKCα和PKN1基因相对表达量极显著上调,SGK1基因相对表达量显著上调（P<0.05）;而GSK3β和Casp9基因相对表达量在不同处理组绵羊骨骼肌卫星细胞间的差异均不显著（P>0.05）,可能在维持绵羊骨骼肌卫星细胞基本生命活动中发挥作用。【结论】miR-486通过调控PI3K-Akt信号通路相关基因的表达而参与绵羊骨骼肌卫星细胞生长发育及增殖,为深入研究miR-486对绵羊骨骼肌发育的调控机理及优质肉羊品种培育打下了理论基础。     

黔北麻羊毛色差异皮肤组织的蛋白组学研究

【目的】开展黔北麻羊黑白毛色差异的蛋白组学分析，明确影响其毛色差异的特异性蛋白及其通路，为揭示黔北麻羊特征毛色的形成机制提供参考依据。【方法】分别采集3只黔北麻羊公羊背部黑色羊毛皮肤组织块和腹部白色羊毛皮肤组织块，通过SDT裂解法提取黔北麻羊皮肤组织蛋白并进行蛋白定量分析，然后对筛选出的显著差异表达蛋白分别进行GO功能注释分析、KEGG通路富集分析及亚细胞定位分析。【结果】通过组间比较共筛选出420个显著差异表达蛋白，与白色羊毛对照组（White）相比，黑色羊毛试验组（Black）有247个显著差异表达蛋白呈上调表达、173个显著差异表达蛋白呈下调表达，其中与形成黑色羊毛的黑色素相关蛋白共有15个，包括表皮视黄醇脱氢酶2（SDR16C5）、视黄醇脱氢酶16（RDH16）、视黄醇饱和酶（RETSAT）和角蛋白79（KRT79）等9个上调蛋白，以及蛋白激酶B （AKT）、β抑制蛋白1 （ARRB1）和分泌型卷曲相关蛋白1 （SFRP1）等6个下调蛋白。GO功能注释分析结果表明，显著差异表达蛋白注释到生物学过程、分子功能和细胞组分三大功能的51条GO功能条目上；亚细胞定位分析显示有159个蛋白定位于细胞质、128个蛋白定位于细胞核及88个蛋白定位于线粒体； KEGG通路富集分析结果表明，这些显著差异表达蛋白富集在209条KEGG通路上，其中5条通路与黑色素生成相关，分别是视黄醇代谢（Retinol metabolism）、黑色素生成（Melanogenesis）、丝裂原活化蛋白激酶（MAPK）、磷脂酰肌醇3激酶—蛋白激酶B（PI3K-Akt）和Wnt/β-连环蛋白（Wnt/β-catenin）通路。【结论】导致黔北麻羊存在黑白毛色差异的原因:一方面是参与黑色素生成通路的KRT79及参与视黄醇通路的SDR16C5、RDH16和RETSAT等蛋白表达上调，促进黑色素细胞中黑色素的生成和黑色羊毛的形成；另一方面是参与PI3K-AKT通路的AKT表达下调，以及SFRP1表达下调而降低对Wnt/β-catenin信号通路的抑制，均有利于黑色素生成。     

鸭发育早期骨骼肌异步发育和IGF-I/MSTN-A mRNA表达的相关性

【目的】选择生长速度不同的高邮鸭和金定鸭为试验模型,比较2个不同品种鸭胚胎期和出雏早期骨骼肌中胰岛素样生长因子I（insulin-like growth factor I,IGF-I）、肌肉生长抑素A（myostatin A,MSTN-A）mRNA的表达规律及其与胸浅肌和腓肠肌（简称为胸腿肌）发育模式的相关性。【方法】在鸭13、17、21、25、27胚龄和出雏后7日龄时,记录体重、胸浅肌（PM）和腓肠肌外侧头（LM）的重量,采用实时荧光定量PCR方法研究骨骼肌中IGF-I和MSTN mRNA的表达规律。【结果】本试验证明鸭早期发育过程中,体重和骨骼肌重的变化呈现极显著的品种和时间特异性;鸭胚胎期胸/腿肌的IGF-I和MSTN-A mRNA的表达与体重、胸/腿肌重均呈极显著的负相关,各自与胸/腿体指数则呈反式的相关性（正/负）,均在13胚龄有一个表达高峰,IGF-I和MSTN-A mRNA表达之间存在极显著的正相关;鸭PM中IGF-I mRNA表达转折点的出现时间与胸肌绝对生长和相对生长变化趋势是吻合的,而LM中IGF-I mRNA的表达与腿肌生长和肌纤维特性变化均不相符;鸭胚胎期MSTN-A mRNA的表达趋势与骨骼肌生长和肌纤维数量形成高峰同步;胸腿肌中IGF-I/MSTN-A mRNA表达比值的变化趋势和肌纤维特性变化吻合,PM中的IGF-I/MSTN-A mRNA表达比值的差异点和PM重量出现品种差异的时间点一致。【结论】在胚胎发育中后期和出雏后早期,鸭的胸腿肌呈现异步发育模式,骨骼肌中IGF-I和MSTN mRNA表达的相对水平参与骨骼肌生长速率的调节。     

转卵泡抑制素基因对绵羊肌源性细胞中 肌肉抑制素基因的调控

【目的】构建骨骼肌特异表达目的基因卵泡抑制素（follistatin,FST）的真核表达载体pCFCDs-red和 pSPFCDs-red,分别转染到不同细胞系中,检测FST及下游基因在RNA和蛋白水平的表达情况,同时测定骨骼肌特异启动子SP和α-actin的启动效率,以研究FST的特异表达对肌肉发育的影响。【方法】利用脂质体分别将真核表达载体pCFCDs-red和pSPFCDs-red转染到绵羊胎儿成纤维细胞（SFFCs）、骨骼肌卫星细胞（SMSCs）和SMSCs诱导肌管中,获得转基因细胞;对获得细胞的生长状况、细胞周期、细胞形态大小以及目的基因和下游基因的表达情况,分别用流式细胞仪、实时定量PCR和western blotting等方法进行检测分析。【结果】①转基因细胞系的生长趋势与非转基因细胞相似,转基因SMSCs细胞增殖的速度高于转基因SFFCs细胞;②流式细胞仪分析表明,转基因细胞系转染后70%以上细胞均处于G0/G1期,保持旺盛的分裂能力、具有单一峰值、细胞的整倍性好、细胞电子体积显著增大;③实时定量PCR及western blotting检测结果表明,转基因细胞系中FST的RNA及蛋白水平相比非转基因细胞系均上调;④转基因SMSCs和肌管相比转基因SFFCs细胞的FST表达量高,转pSPFCDs-red转基因细胞中FST的表达水平比转pCFCDs-red细胞系高。【结论】骨骼肌特异性启动子SP及α-actin能够在SMSCs及肌管中有效启动FST目的基因的表达,且在肌管中具有较高的表达量,SP启动子的启动效率较高于α-actin。在肌源性细胞中,FST的上调可以引起MSTN蛋白水平的下调,FST对骨骼肌细胞的生长发育具有一定促进作用。     

巴什拜羊不同发育阶段骨骼肌中miR-486靶基因的研究

【目的】为了深入挖掘巴什拜羊不同发育阶段骨骼肌中miR-486的靶基因,为最终阐明巴什拜羊优良肉质性状形成的分子调控机制奠定基础,同时为巴什拜羊的持续选育提供理论依据。【方法】分别采集了巴什拜羊胎儿期40,50,60,80,100和120 d,以及出生当天,出生后30,60和90 d共计10个不同发育阶段的骨骼肌组织,分别利用胎儿期6个阶段的混合mRNA和出生后4个阶段的混合mRNA构建了胎儿期和出生后骨骼肌中miR-486调控靶基因的cDNA文库,并利用高通量测序技术对cDNA文库中的靶基因信息进行了深入挖掘。在对所得候选靶基因功能分析的基础上,选择10个候选靶基因,使用qRT-PCR检测其在巴什拜羊上述10个不同发育阶段骨骼肌中表达量的变化,结合课题组前期获得的miR-486在巴什拜羊不同发育阶段骨骼肌中的表达规律,对其靶向调控关系及生物学功能进行初步验证和分析。进而选择其中的4个候选靶基因使用荧光素酶报告载体试验和巴什拜羊骨骼肌卫星细胞中的靶向调控试验最终确认其靶向调控关系。【结果】通过对两个cDNA文库高通量测序数据的分析,胎儿期和出生后分别获得了123个和118个miR-486的靶基因,因其靶向调控关系未经实验验证,故暂称为候选靶基因。其中有96个为两个阶段共表达的候选靶基因,其余27个和22个分别为胎儿期和出生后骨骼肌中特异表达的候选靶基因。GO和KEGG分析结果表明所得候选靶基因显著富集于与肌肉分化和肌纤维发育相关的代谢和信号转导通路,诸如PI3k-Akt、MAPK、Wnt、Adherens junction和Regulation of actin cytoskeleton等。qRT-PCR检测结果表明所选10个候选靶基因在不同发育阶段巴什拜羊骨骼肌中均有表达,但其表达变化规律有所不同。PTEN、Foxo1、Dock3、PAX7、IGF1R、PIK3I1和FBN1在胎儿期巴什拜羊骨骼肌中呈高表达,出生后其表达量显著下调,而OLFM4的表达量则呈相反的变化趋势,ARHGAP5和PDCD4在胎儿期和出生后巴什拜羊骨骼肌中的表达量未见显著变化。对其中4个候选靶基因的进一步试验验证,双荧光素酶报告载体试验结果表明,miR-486可以高效结合在其候选靶基因PTEN、Foxo1、IGF1R和PIK3R1的靶位点上,进而极显著抑制其后萤火虫荧光素酶的活性;巴什拜羊骨骼肌卫星细胞中的靶向调控试验结果亦表明miR-486可以显著下调上述4个候选靶基因的mRNA水平,抑制其生物学功能。所以可以确证在巴什拜羊骨骼肌中miR-486可以靶向调控PTEN、Foxo1、IGF1R和PIK3R1的表达。【结论】对巴什拜羊不同发育阶段骨骼肌中miR-486的靶基因进行了深入挖掘,全面解析了miR-486及其靶基因在巴什拜羊骨骼肌发育过程中参与的生物学过程和信号通路,所得候选靶基因数据可靠性高,可为阐明巴什拜羊优良肉质性状的分子调控机制奠定基础。     

HMGCS1基因对猪肌肉生长发育的影响及 miRNA-18a/b对HMGCS1基因的调控

【目的】研究HMGCS1基因对猪骨骼肌生长发育的影响及其靶标的验证。【方法】采用real-time PCR对通城猪不同组织以及背最长肌不同发育时间点的HMGCS1基因的表达变化进行检测。【结果】①HMGCS1基因在成年猪肺组织中的表达量最高;②在背最长肌发育中,该基因分别在胚胎期33 和65 d高表达,出生后20、30、40和60 d低表达;③双荧光素酶试验显示,转染miR-18a/b minics组荧光素酶活性低于对照组。【结论】HMGCS1参与了猪骨骼肌生长发育过程,并受miR-18a/b的调控,是猪的产肉性状的潜在候选基因。     

湖羊Myostain 和Myogenin基因表达的发育性变化及与屠宰性状的关联分析

 【目的】探讨湖羊肌肉生长抑制素(myostain,MSTN)和生肌调节因子(myogenin, MyoG)基因表达的发育性变化及其与屠宰性状的相关性以及这两个基因表达水平的关联性。【方法】利用RT-PCR分析MSTN和MyoG基因在湖羊早期生长背最长肌肉组织中的mRNA的发育性变化。【结果】湖羊MSTN基因在肌肉中的表达在2日龄时表达水平最低,并随着日龄增加而增加直到60日龄为止,而后随着年龄增加而下降。湖羊MyoG基因在2日龄时表达最低,在30日龄之前随着日龄的增加而增加,然后在30日龄后下降,公羊直到120日龄、母羊直到90日龄为止,然后随着日龄的增加而又增加。MSTN和MyoG基因在湖羊各生长阶段间大多存在显著或极显著差异。湖羊公羊与母羊MSTN和MyoG基因之间在各相同生长阶段间大多存在显著或极显著差异。MSTN和MyoG基因表达水平与宰前活重、胴体重和净肉重均呈正相关,但只有MSTN和净肉重呈显著正相关(0.01＜P＜0.05),MSTN基因和MyoG基因的表达存在极显著正相关(P＜0.01)。【结论】 性别和年龄对于MSTN和MyoG基因在湖羊肌肉中的表达具有重要影响。MSTN、MyoG基因在不同生长阶段的公羊和母羊中的表达模式相似。MSTN和MyoG基因在湖羊不同生长阶段的肌肉中的表达均没有出现随着日龄的增加而一直增加或下降的趋势。MSTN基因和MyoG基因在湖羊早期肌肉性状中的表达为正相关。     

基于差异蛋白质组学解析紫色杆菌素抑制结肠癌细胞HT29的作用机制

【目的】对紫色杆菌素作用后的结肠癌细胞HT29进行差异蛋白质组学分析,探究其影响的代谢通路,揭示其抑制癌细胞生长的作用机制,为新型抗癌药物的开发提供一定的参考。【方法】以不同剂量的紫色杆菌素处理HT29 24、48、72 h,通过MTT试验以及透射电镜分析其对结肠癌细胞的有效抑制剂量及抑制情况。在此基础上,对提取的3个处理组的蛋白进行同位素标记,利用反相液相色谱(RP-LC)联用串联质谱(AB SCIEX Triple TOF5600)获得样品中的多肽及其相对丰度信息,通过数据库(NCBI.Human.protein database)搜索比对,鉴定差异表达蛋白。利用GO分析、KEGG信号通路分析,解析紫色杆菌素抑癌作用代谢途径。【结果】紫色杆菌素对HT29的抑制作用呈一定的时间、剂量依赖性。当紫色杆菌素对HT29的抑制率达50%时,仅为阳性药物5-Fu剂量的1/6,具有更明显的抑制效果。电镜下观察显示,随着紫色杆菌素剂量增大,细胞内部线粒体出现空泡结构,质膜出泡;当浓度达30 mg·L~(-1)时,细胞膜消失,染色质边集。通过差异蛋白质组学分析,共鉴定出4 258个蛋白,表达差异在2倍以上的蛋白共为757个。其中高剂量组处理差异蛋白数为492个,低剂量组处理的差异蛋白数为112个,阳性对照组差异蛋白数为336个。KEGG分析显示这些差异蛋白共参与50条信号通路。其中有10条信号通路具有显著性(P0.05),主要参与核糖体循环途径、三羧酸循环途径和RNA降解途径等。【结论】紫色杆菌素主要通过影响HT29细胞生命活动中的蛋白转录和翻译水平进而发挥抑制作用。