动物成肌分化及非编码RNA调控研究进展

肌细胞分化密切关系到肉用动物的肌肉产量,也与人类的一系列疾病(如肌肉萎缩、心脏病等)密切相关。胚胎成肌分化期决定了肌纤维数量,是动物骨骼肌发育的关键时期。动物成肌分化及骨骼肌发育严格受各种细胞信号分子和转录因子调控,其中microRNA(miRNA)和lncRNA发挥着重要作用。本文从动物胚胎成肌分化及调控途径、卫星细胞的分化及调控、非编码RNA对肌肉形成的调控等方面进行综述,并展望了畜禽动物骨骼肌生长发育分子调控机制的研究方向,为提高畜禽肌肉产量与质量提供一定的分子理论参考。     

表观遗传修饰在骨骼肌细胞增殖分化过程中的研究进展

骨骼肌是肌肉的主要构成部分，骨骼肌细胞发生增殖和分化的过程都是肌肉发育的基础，直接影响着家养动物的产肉性能。研究发现表观遗传修饰作用对骨骼肌细胞增殖分化具有重要的调控作用，表明该遗传修饰作用对家养动物肌肉发育具有重大的意义。作者从DNA甲基化对骨骼肌细胞增殖分化影响、组蛋白乙酰化所含因子调控基因选择表达作用、非编码RNA调控和染色体重塑作用所起的影响等方面分别介绍了表观遗传在骨骼肌细胞增殖分化过程中的研究进展，简述了不同修饰方式和不同作用因子对骨骼肌增殖和分化两个过程的影响。同时也回顾了前人在研究骨骼肌增殖分化过程所用到的方法和手段，进而分析了表观调控作用因子在骨骼肌生长过程中所起到的作用。旨在进一步阐述表观遗传修饰在骨骼肌增殖和分化过程中所起到的重要作用，增强对骨骼肌增殖分化调控过程的了解，为和动物生产实际相结合提供参考途径，同时也为骨骼肌生长发育等分子调控提供更多参考素材。     

生长因子对家禽骨骼肌发育的影响

禽胚胎时期的骨骼肌发育与胚胎成肌细胞的增殖、分化有着密切的关系;在孵化晚期以及出壳以后,骨骼肌发育的重任则由肌卫星细胞承担。肌卫星细胞是肌组织的干细胞,与骨骼肌的再生有关。它与肌细胞及其核酸一起调节新蛋白质的合成、肌肉的成熟等过程,在这些过程中肌卫星细胞受一些特定生长因子的调控,这些生长因子一部分是由肌细胞分泌的,另一部分是肌肉中其它细胞分泌的。生长因子通过对胚胎成肌细胞和肌卫星细胞的调控而影响骨骼肌的生长、发育和再生。 　　早期对生长因子在骨骼肌的生长和发育的研究局限于啮齿类动物例如鼠,现在人…     

高邮鸭和金定鸭胸肌早期发育及MyoD1基因表达分析

 
采用qPCR分析生肌调节因子MyoD1基因在高邮鸭和金定鸭胚胎期及初生早期(13、17、21、25、27胚龄和出雏后7日龄)胸肌发育中的表达模式以及与胚胎和胸肌发育的相关性。结果表明,MyoD1 mRNA在两个品种鸭胸肌早期发育中表现出一致的表达规律,均呈“波浪形”,在13胚龄时表达量相对较高,17胚龄时下降,21胚龄时上升到最高,随后下降,出雏后又维持较高水平;品种间比较结果显示除了在25胚龄时金定鸭胸肌中MyoD1 mRNA表达量稍低于高邮鸭,在其他所检测的胚龄/日龄中,金定鸭胸肌中MyoD1 mRNA表达量均高于高邮鸭胸肌中的表达量(P>0.05);高邮鸭胸肌MyoD1 mRNA表达与胚胎和胸肌发育无显著相关性,而金定鸭胸肌中MyoD1 mRNA的表达与其胚胎和胸肌发育呈强负相关(P胚重=0.048;P胸肌重=0.006)。MyoD1基因参与鸭胚胎期及出雏早期胸肌的发育,胸肌中MyoD1基因表达分析研究为进一步深入研究MyoD1基因在胚胎期胸肌发生过程及其调控机理中的功能提供一定的理论依据     

成肌分化抗原相关长链非编码RNA对肌生成过程作用的研究进展

骨骼肌的分化发育是一个由多种功能性因子参与协同作用的复杂过程,其中成肌分化抗原(MyoD)是较早已经确定的骨骼肌特异转录因子,对肌肉发育有着重要的作用。长链非编码RNA(LncRNA)是具有多种生物学功能但不能编码蛋白质的RNA。近年来,很多研究表明LncRNA在肌肉发育过程中具有重要的调控作用。文章就目前与MyoD共同参与肌细胞增殖、分化、再生过程的相关LncRNA及其相关作用机制进行总结综述,以期为进一步阐明与MyoD相关的LncRNA调控肌肉发育的作用机制提供理论参考。     

广西隆林黄牛HDACs家族基因调控肌肉发育的表达分析

牛的肌肉发育是涉及众多基因表达及网络式调控的复杂过程。目前,研究牛肌肉发育的分子调控机理并不完善,因此,挖掘与牛肌肉发育相关的基因可为进一步阐明隆林黄牛肌肉发育的分子机制奠定基础。本研究以隆林黄牛为研究对象,运用实时定量PCR(RT-qPCR)技术检测出生后6月龄和18月龄背最长肌中HDACs家族基因的表达情况,并分析HDACs家族基因在牛成肌细胞增殖、分化阶段中的表达情况。结果表明:在2个不同生长阶段的肌肉组织中,HDAC7、HDAC8、HDAC10基因表达无显著差异,其余HDACs家族基因的表达都显著上调,其中,HDAC11在18月龄肌肉组织的表达量最高(P0.000 1),且HDACs家族基因在牛成肌细胞增殖过程保持高表达水平。由此推测,HDACs基因在黄牛骨骼肌发育过程中可能具有重要的调控作用,可作为后续骨骼肌发育研究中的表观遗传修饰的候选基因进行深入研究。     

生肌调节因子及肌生成调控因素研究进展

生肌调节因子(myogenic regulatory factors,MRFs)是调控肌肉生成的重要基因,家族中包括MyoD、MyoG、Myf5和Myf6。MyoD能把多种类型细胞转化为成肌细胞,在肌肉特异基因转录调控中起着总开关作用;MyoG的表达能够控制成肌细胞融合的起始,促使成肌细胞增殖;Myf5协同MyoD在肌肉形成过程中发挥作用,而Myf6与MyoG共同控制肌肉分化。研究表明,MRFs家族基因的表达与肉用动物的产肉性能和肉质性状密切相关,遗传、营养和环境等因素对该家族基因的表达水平有显著影响。作者综述了MRFs家族的结构与功能、基因表达与活性调节以及营养、光照、温度、运动和活性物质等因素对该家族成员基因活性和肌生成的调控作用,以期为建立动物肌肉发育调控技术奠定理论基础。     

骨形态发生蛋白4与哺乳动物卵泡发育的研究进展

骨形态发生蛋白4 （bone morphogenetic protein-4,BMP-4）属于转化生长因子超家族成员（TGF-β）,参与机体的细胞生长、分化、凋亡、迁移及细胞外基质形成等众多病理、生理活动的调控。BMP-4基因与哺乳动物的繁殖性能密切相关,尤其在卵泡的生长分化过程中起着重要的调控作用,是原始卵泡和卵母细胞生存的必需因子。作者就骨形态发生蛋白4的基因结构、受体种类、信号调控机制及该基因与哺乳动物卵泡发育的关系作一综述。     

MC4R基因表达及其与鸡屠宰性状的相关分析

根据鸡MC4R mRNA和看家基因β-actin mRNA序列,分别设计1对引物,以半定量RT-PCR法研究不同品种鸡肾上腺中MC4R基因mRNA表达水平,并分析了其与屠宰性状间的相关关系。结果表明,京海黄鸡公鸡MC4R基因在肾上腺中的表达水平显著高于尤溪麻鸡公鸡（P＜0.05）;京海黄鸡公鸡的胴体重、胸肌重、腿肌重与MC4R基因在肾上腺中表达水平存在极显著相关（P＜0.01）;尤溪麻鸡公鸡的胴体重与MC4R基因在肾上腺中表达水平存在极显著相关（P＜0.01）,胸肌重、腿肌重与MC4R基因在肾上腺中表达水平存在显著相关（P＜0.05）。     

维生素A对动物肌内脂肪的营养调控研究进展

肌内脂肪(Intramuscular fat, IMF)是指肌肉内沉积的脂肪,主要包括磷脂、甘油三酯和胆固醇,其含量是评价肉品质的重要指标。维生素A是基因表达的关键调节因子,通过转录因子、信号通路和表观遗传修饰等途径对肌内脂肪细胞进行调控,影响动物脂肪合成和脂类代谢。本文主要综述了维生素A调控脂肪分化的机理,为通过营养途径调控肌内脂肪提供参考。     

DNA甲基化与去甲基化调控肌肉发育研究进展

肌肉发育是一个复杂的生物学过程,其调控机制尚不完善。但近年来表观遗传修饰对肌肉发育的调控作用逐渐成为热点领域,研究发现DNA甲基化与去甲基化修饰对肌肉发生与发育起到重要的调控作用。肌肉干细胞特异位点通过DNA甲基化修饰,影响肌肉发育过程关键基因的表达,进而调控早期发育的生肌过程。本文主要围绕肌肉发育过程中DNA甲基化及去甲基化修饰的变化、重要的甲基转移酶和去甲基化酶以及营养物质通过DNA甲基化修饰影响肌肉发生的作用进行论述。     

羊C3d基因与细粒棘球蚴EG95s基因在杆状病毒中的串联表达

本研究通过构建含有3拷贝羊C3d基因与细粒棘球蚴EG95s基因的重组杆状病毒,旨在通过昆虫细胞表达EG95-(C3d)3重组融合蛋白,为原核表达和真核表达EG95-(C3d)3重组融合蛋白的免疫效果的比较奠定了基础。将细粒棘球蚴EG95s基因与3拷贝羊C3d基因串联,插入pTarget载体,获得重组质粒pTarget-EG95-(C3d)3,利用BamH Ⅰ和Xba Ⅰ双酶切位点将目的基因EG95-(C3d)3克隆至Bac-to-Bac系统的转移载体pFastBac-Hta中,获得pFastBacHta-EG95-(C3d)3重组质粒,将该重组质粒转化含穿梭载体Bacmid的感受态细胞DH10Bac中进行转座重组,获得携带3拷贝羊C3d基因与细粒棘球蚴EG95s基因的重组转座子rBacmid-EG95-(C3d)3,转染Sf9昆虫细胞后获得EG95-(C3d)3重组杆状病毒,并表达EG95- (C3d)3重组融合蛋白,采用SDS-PAGE和Western blotting进行重组蛋白的鉴定。同时利用昆虫细胞表达蛋白对羊棘球蚴病特异性抗体进行检测。结果表明,获得了EG95-(C3d)3重组杆状病毒,且EG95-(C3d)3重组融合蛋白在Sf9昆虫细胞得到了正确表达,大小约为132 ku,Western blotting鉴定结果显示表达的EG95-(C3d)3重组融合蛋白能与细粒棘球蚴阳性血清产生特异性反应,表明EG95-(C3d)3基因表达产物具有免疫活性。同时表达蛋白对羊棘球蚴病特异性抗体有良好的敏感性。EG95-(C3d)3基因在昆虫细胞获得表达,为原核表达和真核表达EG95-(C3d)3重组融合蛋白的免疫效果的比较,及细粒棘球蚴病的高效检测方法的建立奠定了基础。     

肌肉生长抑制素研究进展及其在家禽育种中的应用前景

肌肉生长抑制素(Myostatin,MSTN)是抑制肌细胞增殖与分化的关键基因,对骨骼肌生长发育起着负调控作用,还参与到机体脂肪沉积等其他生命过程中。在家禽生产中,产肉量和肉质是影响经济效益的重要指标,前者的主要影响因素是肌肉发育,后者的主要影响因素则是肌内脂肪分布。MSTN不仅能够调控肌肉生长,也能调控脂肪的发育,而这两者对于禽类产肉量和肉质均起到关键作用,提示MSTN可以在家禽育种中作为分子靶标,通过分子标记辅助育种、基因编辑等方法,提高家禽肌肉发育效率、提升产肉量、优化肌肉和脂肪分布,同时提高家禽育种效率。本文主要对MSTN的结构、表达特点、生物学功能及在家禽中的研究进展进行综述,并对利用该基因进一步提高家禽产肉量和肌内脂肪含量的方法进行了展望。     

乌鸡肌卫星细胞的分离培养与鉴定

通过建立一种有效的乌鸡肌卫星细胞分离、培养及鉴定体系,为体外探讨家禽骨骼肌生长发育调控机制及骨骼肌损伤后修复的研究奠定基础。选取10日胚龄的乌鸡鸡胚为材料,采用Ⅰ型胶原酶和胰酶联合消化,差速贴壁法分离鸡肌卫星细胞,通过形态学识别和检测肌卫星细胞标志基因的表达等方法鉴定分离获得的细胞,并在低浓度血清培养基中诱导细胞成肌分化。结果显示:分离获得的细胞形态与肌卫星细胞相似;实时荧光定量PCR(q PCR)和蛋白免疫印迹法(Western blot)检测卫星细胞特异基因Paired protein box 7(Pax7)呈高水平表达;经成肌诱导分化后,细胞融合形成肌管,细胞免疫荧光法检测成肌分化标志基因肌球蛋白重链(Myosin heavy chain,My HC)呈阳性表达。研究成功从鸡胚中分离获得肌卫星细胞,并具有良好的体外增殖和分化能力,为肌肉的发育和损伤修复研究提供良好的细胞模型。     

PRDM16的研究进展

PR结构域家族的第16个成员PRDM16是近年来发现的调控肌肉脂肪代谢的蛋白.在人类和小鼠器官组织中均能够检测到PRDM16的基因mRNA的表达,在棕色脂肪组织-白色脂肪组织、棕色脂肪组织-骨骼肌肌肉组织转化过程中特异基因表达起着"开关"作用.PRDM16的作用机制主要包括:促进重要的活性蛋白(如过氧化物酶体增生物激活受体γ、转录因子激活蛋白-2等)的基因表达;抑制肌分化因子(MyoD)、肌形成蛋白(MyoG)及相关蛋白的基因表达;通过转录复合物(PRDM16/CtBP和PRDM16-C/EBP-β)调控BAT-WAT和WAT-SMT选择性基因表达程序;调控脂肪和骨骼肌的形成,诱导线粒体的生物合成和解偶联呼吸作用.PRDM16对脂肪和肌肉细胞的分化和发育的调控,为深入探讨肌肉、脂肪形成机理及能量代谢调控途径提供理论基础,为在畜牧学上改善肌肉品质提供新的思路.本文综述了PRDM16基因的表达模式、PRDM16蛋白的结构和生物学作用以及在畜禽肉质调控中的可能作用.     

民猪脂蛋白脂酶基因在冷诱导后表达变化的研究

脂蛋白脂酶（lipoprotein lipase,LPL）是动物分解代谢的限速酶,是影响脂肪代谢通路中的一个重要基因。本研究将LPL基因作为影响民猪抗寒特性的候选基因,对其在心脏、肝脏、胃、脾脏、肾脏、肺脏、大肠、小肠、子宫、卵巢、背肌、腿肌、脂肪共计13个组织内的表达情况和低温冷诱导后在民猪肌肉组织内的表达变化情况进行了分析。结果表明,LPL基因在所检测的13个组织中均有表达,但表达量存在差异,心脏、背肌、腿肌、脂肪组织中的表达量较高,子宫和卵巢组织的表达量较低;LPL基因在民猪被冷诱导后表达水平无显著变化。     

Homeobox基因对毛囊生长发育作用机制的研究进展

Homeobox（Hox）基因作为一种重要转录因子,在调节动物体轴发育方面发挥着重要的作用。自Hoxc13基因被首次证明与毛囊生长发育有密切关系后,Hox基因家族其他成员也逐渐被认为在毛囊生长发育与周期变化过程中充当着一个重要角色。作者综述了Hox基因在毛囊生长中的作用机理,为今后绒毛用动物相关领域研究提供思路。     

绵羊骨骼肌生长发育调控基因研究进展

骨骼肌发育是一个复杂的过程,其中包括肌细胞的形成与增殖、肌管和肌纤维的形成及最后的成熟过程。骨骼肌生长发育直接影响到绵羊的生产性能。随着测序技术的发展,更多人尝试从基因层面来阐述骨骼肌发育过程中系统的调控网络,挖掘与肉品质、产肉性能等重要功能性状相关的分子标记。肌细胞增强因子2(MEF2)是控制肌肉基因表达的保守且功能显著的转录因子,在调节肌肉生成、神经发育与分化等方面起作用。成肌细胞决定因子(myogenic differentiation,MyoD)基因家族调控肌细胞分化和骨骼肌系统的发育成熟。为了更深入地认识与绵羊骨骼肌生长发育相关的调控基因的功能,作者从骨骼肌的结构特点入手,重点介绍MEF2与MyoD基因家族的结构与功能,以及非编码RNA对骨骼肌中基因表达的调控作用。     

CAPN3基因在草原红牛不同组织中的表达差异

钙激活中性蛋白酶（CAPN3）参与哺乳动物体内多种重要的生理生化过程,但是有关它的确切生理功能和作用机制研究较少。本研究采用实时荧光定量PCR技术检测CAPN3基因在草原红牛多种组织中的表达水平差异情况。试验结果表明,CAPN3基因在所检测草原红牛的心脏、肝脏、脾脏、肺脏、肾脏、十二指肠、瘤胃和背最长肌8种组织中均有表达,且在不同组织中的表达水平有所不同。草原红牛脾脏中的CAPN3基因表达量显著高于其他组织,十二指肠和瘤胃中的CAPN3基因表达量显著高于心脏、肝脏、肺脏、肾脏和背最长肌。本试验为肉牛肉质性状的改良提供了分子遗传学依据,并为深入研究草原红牛体内CAPN3基因的生物学作用及作用机制奠定了基础。     

绵羊骨骼肌生长发育调控基因研究进展

骨骼肌发育是一个复杂的过程,其中包括肌细胞的形成与增殖、肌管和肌纤维的形成及最后的成熟过程。骨骼肌生长发育直接影响到绵羊的生产性能。随着测序技术的发展,更多人尝试从基因层面来阐述骨骼肌发育过程中系统的调控网络,挖掘与肉品质、产肉性能等重要功能性状相关的分子标记。肌细胞增强因子2(MEF2)是控制肌肉基因表达的保守且功能显著的转录因子,在调节肌肉生成、神经发育与分化等方面起作用。成肌细胞决定因子(myogenic differentiation,MyoD)基因家族调控肌细胞分化和骨骼肌系统的发育成熟。为了更深入地认识与绵羊骨骼肌生长发育相关的调控基因的功能,作者从骨骼肌的结构特点入手,重点介绍MEF2与MyoD基因家族的结构与功能,以及非编码RNA对骨骼肌中基因表达的调控作用。