BMP2对猪前体脂肪细胞差异表达miRNA1的影响

采用高通量测序技术构建经骨形态发生蛋白-2(BMP2)处理前后的猪前体脂肪细胞差异miRNA表达谱,以明确BMP2影响的功能性miRNA。结果显示:BMP2刺激猪前体脂肪细胞前后共有55个miRNAs存在较大的表达差异,包括30个上调表达的miRNAs和25个下调表达的miRNAs;实时荧光定量PCR(qRT-PCR)检测表明,高通量测序数据结果正确可靠;经miRnada和RNAhybrid这2个软件对差异表达的miRNAs进行靶基因预测及靶基因进行GO和KEGG Pathway分析,发现靶基因主要富集在Notch信号通路、胰岛素信号通路、甘油磷酯代谢、MAPK信号通路、半乳糖代谢、类固醇激素的生物合成等通路。结果表明:BMP2作为前体脂肪细胞分化重要调控因子,可能通过介导miRNA及其调控的某些关键基因的表达,从而影响前体脂肪细胞外基质与受体的结合、胰岛素利用、脂类和糖的合成与代谢等生物学过程,最终作用于前体脂肪细胞的分化和脂质沉积。     

靶向MAPK信号通路调控脂肪细胞分化的microRNAs

脂肪细胞分化是一个多能间充质干细胞(MSCs)逐渐向成熟脂肪细胞分化的复杂过程,该过程受很多转录因子、激素以及信号通路相关分子的严格调控。体内外的试验表明,microRNAs(miRNAs)也参与了脂肪细胞分化的调节,且可以靶向转录因子和信号通路中的关键分子发挥作用。丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)信号通路是真核细胞将胞外信号转导至胞内引起细胞反应的一类重要信号系统,研究证明,miRNAs可以靶向MAPK信号通路中的某些基因,影响该通路的信号转导,参与脂肪细胞分化的调控。因此本文总结了近几年有关miRNA改变MAPK信号转导,实现调控脂肪细胞分化功能的研究,以期为深入了解脂肪细胞分化的机制,为治疗脂肪型疾病提供新的思路。     

过氧化物酶体增殖物激活受体γ信号通路调控脂质代谢的研究进展

过氧化物酶体增殖物激活受体γ(PPARγ)是体内脂肪形成的必需转录因子,处于脂质沉积过程中信号传递通路的核心枢纽位置,促进多能间充质干细胞向脂肪细胞的定向、增殖分化和脂质沉积。本文首先介绍了PPARγ的基本结构和调控靶基因的基本特征,然后以脂肪细胞形成和脂肪沉积为主线,综述了PPARγ信号通路在脂肪细胞形成、脂肪沉积和脂肪因子分泌、营养水平等脂肪代谢过程的调控作用,最后对PPARγ与生物钟相互反馈调节关系以及其在脂质沉积中扮演重要作用进行了概述,对进一步深入综合了解PPARγ对脂肪代谢调控的分子机制具有重要意义,为脂肪代谢及相关疾病的人工干预提供靶基因和新途径。     

动物脂肪组织相关miRNAs的研究进展

脂肪生成是一个复杂而精密的生物学过程,受多种信号通路、转录因子及小分子物质调控。miRNA是动物脂肪发育过程中的一类潜在的调控因子,是长度仅为18～24 nt的单链小分子RNA,可通过碱基互补配对与脂肪相关基因的mRNA 3'-UTR结合发挥调控作用。本文主要阐述动物脂肪相关的miRNAs的生物学本质及其在调控脂肪细胞分化、脂质代谢方面的相关研究进展,并引入可以促进组织、器官间信息交流的循环miRNA这一新发现,为通过调控miRNA进行家畜肉品质改良提供依据。     

前体脂肪细胞诱导及分化机制的研究进展

前体脂肪细胞分化过程即脂肪生成过程,在此过程中大量转录因子、非编码RNA及信号通路都发挥着重要的作用。文章综述了前体脂肪细胞分化过程中,成脂基因如C/EBPα和PPARγ等对前体脂肪细胞分化的调控;非编码RNA如长链非编码RNA(lncRNA)、小RNA(microRNA)、环状RNA(circRNA)对脂肪沉积、组织发育以及能量代谢等的调控过程;信号通路如Wnt/β-catenin信号通路、促分裂原活化蛋白激酶(MAPK)信号通路、Hedgehog信号通路对脂肪细胞分化的抑制作用;还有一些酶、抑制剂等对前体脂肪细胞诱导分化的调节作用,以期为厘清前体脂肪细胞诱导及分化机制提供参考。     

牛miR-320a的靶基因预测及生物信息学分析

旨在对bta-miR-320a的靶基因进行生物信息学预测和分析,探索其影响牛脂肪沉积的作用机制。本试验利用Promoter Scan、TargetScan、DAVID、Cytoscape等生物信息学软件和miRBase、Ensembl、NCBI、miRWalk等数据库对bta-miR-320a进行转录因子结合位点预测、保守性分析、靶基因预测、基因本体论富集分析和信号通路富集分析。结果表明,miR-320(a)在各物种间非常保守,bta-miR-320a启动子区域有SP1等多个转录因子结合位点,获得的84个靶基因主要参与负调控细胞分化、细胞周期、负调控生长等多个生物学过程,涉及p53、细胞周期和MAPK等信号转导通路。由此推测,bta-miR-320a受到SP1等多种转录因子调控,它可能通过对MAPK、细胞周期和p53信号通路中靶基因TP53、MAPK1等的抑制作用调控牛脂肪细胞分化,进而影响了牛的脂肪沉积。     

3T3-L1前脂肪细胞中Ghrelin对miRNAs表达的影响

为探讨3T3-L1前脂肪细胞增殖分化过程中Ghrelin对microRNAs(miRNAs)表达的影响,将pcDNA3.1(+)-Ghrelin转染至3T3-L1前脂肪细胞,real-time PCR检测10种miRNA的表达变化,并对显著差异表达的miRNA进行生物信息学分析。结果显示,pcDNA3.1(+)-Ghrelin的表达明显上调,约是对照组的5倍;real-time PCR结果显示,miR-125b-5p(P0.05)表达显著上调,miR-21a-5p(P0.01)、miR-30c-5p(P0.05)、miR-181-5p(P0.01)表达显著下调;生物信息学分析结果显示,预测调节的1 062个靶基因与细胞的生长、分化和发育功能相关,核因子1b(Nfib)是其共同调节的重要潜在靶基因;丝裂原活化蛋白激酶(MAPK signaling pathway)和成脂基因信号通路是其调节差异最为显著的信号通路,与脂肪细胞的增殖和分化密切相关。结果表明,Ghrelin可通过调节miRNA的表达影响3T3-L1前脂肪细胞的增殖和分化。研究结果为进一步探讨Ghrelin发挥效应的分子调节机制和分子调控网络奠定了基础。     

牦牛不同年龄肌肉组织microRNA表达谱及生物信息学分析

旨在挖掘牦牛不同年龄肌肉组织中miRNA表达谱,分析其生物学特征,以探索其在牦牛肌肉发育过程中的调节模式。本研究构建0.5、2.5、4.5和7.5岁肌肉组织的4个小RNA文库,利用Solexa技术进行测序,用生物信息学方法和RT-qPCR技术对测序结果进行分析和验证。结果,获得各miRNAs分别在4个年龄段肌肉组织中的表达量,在7.5岁肌肉组织中发现58个共同与0.5、2.5、4.5岁差异表达的miRNAs,其中53个miRNAs在7.5岁肌肉组织中显著下调,5个显著上调。运用R语言进行GO富集和KEGG信号通路分析,58个miRNAs可能通过PI3K-Akt、MAPK、Ras和肌动蛋白细胞骨架调节通路(regulation of actin cytoskeleton)参与调节牦牛肌肉细胞的增殖与分化,且PI3K-Akt、MAPK、Ras 3个信号通路共同靶向53个靶基因,说明3个信号通路相互关联。随机选择8个miRNAs进行RT-qPCR验证,结果表明其中7个miRNAs的表达趋势与测序结果一致。结果表明,牦牛肌肉发育可能受到多种miRNA的调控并涉及多个信号通路,有助于构建肌肉组织中miRNA的调控网络,为进一步研究miRNA调控哺乳动物肌肉发育奠定了理论基础。     

猪GV/MⅡ期卵母细胞miRNAs表达谱及Npm2基因相关miRNAs筛选

旨在探索体外成熟前后猪卵母细胞miRNAs表达谱，并筛选参与调控Npm2基因表达的miRNAs。本试验回收屠宰场猪卵巢，收集GV期卵母细胞，经体外成熟培养后获得MⅡ期卵母细胞，分别提取约130个GV期和MⅡ期卵母细胞总RNA进行Illumina HiSeqTM 2500测序，获取miRNA测序数据，每个处理重复3次，筛选差异表达microRNAs并进行靶基因GO和KEGG聚类分析。结果表明，本研究成功构建了GV期和MⅡ期猪卵母细胞miRNAs表达谱，GV期和MⅡ期卵母细胞差异表达miRNAs有95个，具有相似表达模式的miRNA聚为一类，对95个差异表达miRNAs进行靶基因预测，共得到3 967个靶基因，经GO和KEGG富集分析表明，这些靶基因被富集于5 194个GO条目和212个信号通路，其中参与卵母细胞减数分裂成熟的信号通路有2个。在差异表达miRNAs中筛选到5个与Npm2基因相关的miRNAs。采用qRT-PCR对其中2个miRNAs进行验证，证实其表达趋势与测序结果一致。本研究筛选了GV期和MⅡ期卵母细胞差异表达miRNAs，推测差异表达的miRNAs可能通过代谢、卵母细胞减数分裂相关通路、孕激素介导的卵母细胞成熟通路等途径在卵母细胞体外成熟过程中发挥作用，并筛选出调控Npm2基因表达的miRNAs，研究结果可为进一步阐明miRNA对Npm2基因的调控及其在卵母细胞成熟过程中的作用提供依据。     

鸡胚外泌体miRNAs功能分析

旨在基于鸡胚外泌体及所含有的miRNAs解析其产生生理功效的活性物质基础及作用机制。本研究收集13胚龄惠阳胡须鸡胚蛋18枚(3组,每组6枚),采用酶消化、蔗糖密度梯度和差速超速离心等方法分离鸡胚组织来源的外泌体,经透射电镜、纳米流式和标志蛋白流式检测等方法鉴定其特征。利用高通量测序方法研究外泌体样本中miRNAs表达谱,对各样本top 10且共表达的miRNAs进行靶基因预测与功能分析。结果表明,分别获得了3个浮力密度范围(S1:1.13 g·mL~(-1)、S2:1.21 g·mL~(-1)和S3:1.32 g·mL~(-1))具有外泌体典型特征的胞外囊泡;与miRBase V21进行比对发现,S1、S2和S3样品中分别含有675、661和845个已知的miRNAs,这些miRNAs中有488个(52.6%)三者共有,包括了广泛参与细胞增殖、分化和免疫应答等过程的功能性miRNAs。TargetScan 7.2和miRDB预测得到3个样本中top 10且共表达的56个miRNAs的靶基因,获得的3 650个靶基因经DAVID分析,显著富集了24个与机体生长、发育、免疫等有关的生物学通路(P0.05),包括MAPK信号通路、mTOR信号通路、Notch信号通路、Wnt信号通路和GnRH信号通路等。本研究建立了鸡胚组织中有效分离外泌体的方法,发现鸡胚组织来源的外泌体miRNAs会影响机体生长发育和免疫调节有关的生物学通路。     

基于转录组测序探究地塞米松在前体脂肪细胞成脂分化过程中的作用机制

试验旨在研究地塞米松（DEX）在前体脂肪细胞成脂分化过程中的作用机制,为后续体外研究猪肌内脂肪（IMF）沉积的调控机制奠定前期基础。试验分别使用DEX及常用成脂诱导剂MDI(3-异丁基-1-甲基黄嘌呤0.5 mmol/L、地塞米松1μmol/L、胰岛素10μg/mL)处理3T3-L1细胞,利用GO Term和KEGG PATHWAY对差异基因进行功能及信号通路分析。结果发现：相比阴性对照组,MDI组和DEX组分别筛选到2280个、1188个差异表达基因,差异基因富集到血管相关平滑肌收缩、脂质生物合成、脂肪细胞分化等生物学过程;对2处理组间的差异基因集进行Venn分析,获得779个共有差异表达基因,其中上下调模式一致的差异表达基因751个,且显著富集到脂肪细胞分化、脂肪酸代谢过程和PPAR信号通路等。本研究鉴定出通过DEX诱导前体脂肪细胞成脂分化过程的关键基因Selenbp1、Arid5b、Rgs2、Metrnl、Acsl6、Hmgcs1等。     

DNA甲基化与去甲基化调控脂肪沉积的研究进展

脂肪沉积是一个复杂的生物学过程,受遗传和表观遗传的调控作用。DNA甲基化和去甲基化是表观遗传修饰的重要方式,可通过与转录因子的相互作用或改变染色质的结构调控基因的表达,进而参与机体生长发育和细胞分化等重要的生命过程。动物脂肪沉积是脂肪细胞增殖分化和肥大的结果,脂肪细胞分化是由多能干细胞经前体脂肪细胞向成熟脂肪细胞转化的过程。相关研究表明,转录因子过氧化物酶体增殖物激活受体γ(peroxi-some proliferator activiated receptorγ,PPARγ)和CCAAT增强子结合蛋白家族(CCAAT enchancer binding proteinfamily,CEBPs)在脂肪沉积过程中起关键调控作用。近期研究发现,DNA甲基化可以通过调控脂肪形成过程中相关基因的表达而参与脂肪细胞的分化和脂肪组织的生长发育。去甲基化也可影响动物脂肪沉积过程,但其具体机制目前尚不清楚。作者主要介绍了DNA甲基化和去甲基化的定义、发生位点、生物学功能、参与DNA甲基化和去甲基化过程中的酶及其作用机制,概述了脂肪沉积过程及PPARγ、C/EBPα等转录因子在脂肪沉积过程中的调控作用,重点阐述了DNA甲基化和去甲基化对脂肪形成相关基因的表达和对脂肪细胞分化的影响,旨在为阐明脂肪沉积机制及改善动物肉质品质提供参考。     

DNA甲基化与去甲基化调控脂肪沉积的研究进展

脂肪沉积是一个复杂的生物学过程,受遗传和表观遗传的调控作用。DNA甲基化和去甲基化是表观遗传修饰的重要方式,可通过与转录因子的相互作用或改变染色质的结构调控基因的表达,进而参与机体生长发育和细胞分化等重要的生命过程。动物脂肪沉积是脂肪细胞增殖分化和肥大的结果,脂肪细胞分化是由多能干细胞经前体脂肪细胞向成熟脂肪细胞转化的过程。相关研究表明,转录因子过氧化物酶体增殖物激活受体γ(peroxi-some proliferator activiated receptorγ,PPARγ)和CCAAT增强子结合蛋白家族(CCAAT enchancer binding proteinfamily,CEBPs)在脂肪沉积过程中起关键调控作用。近期研究发现,DNA甲基化可以通过调控脂肪形成过程中相关基因的表达而参与脂肪细胞的分化和脂肪组织的生长发育。去甲基化也可影响动物脂肪沉积过程,但其具体机制目前尚不清楚。作者主要介绍了DNA甲基化和去甲基化的定义、发生位点、生物学功能、参与DNA甲基化和去甲基化过程中的酶及其作用机制,概述了脂肪沉积过程及PPARγ、C/EBPα等转录因子在脂肪沉积过程中的调控作用,重点阐述了DNA甲基化和去甲基化对脂肪形成相关基因的表达和对脂肪细胞分化的影响,旨在为阐明脂肪沉积机制及改善动物肉质品质提供参考。     

Snail1对牛脂肪细胞增殖分化影响及作用机制的研究

旨在探究Snail1基因对于牛脂肪细胞增殖分化的影响及其潜在的作用分子机制。本研究利用腺病毒在秦川牛脂肪细胞中过表达Snail1基因并设置试验组和对照组各3个生物学重复，采用流式细胞术、CCK-8、EdU染色、油红O染色、甘油三酯测定、qRT-PCR和蛋白质印迹等试验方法探究Snail1对牛脂肪细胞增殖和分化的影响；进一步通过RNA-Seq、双荧光素酶报告试验筛选其作用信号通路及靶基因。结果表明，过表达Snail1抑制了细胞增殖(CCK-8)且减少了处于S复制期阳性细胞比例(EdU,P<0.05)。结合流式细胞术试验，结果表明Snail1上调导致了细胞周期G1/S期阻滞。进一步的实时荧光定量PCR和蛋白质印迹结果表明，Snail1抑制了细胞周期蛋白基因CCNB1、CCND2的表达(P<0.05)。对诱导分化第6天牛脂肪细胞进行油红O染色和甘油三酯检测，结果表明Snail1抑制了牛脂肪细胞的成脂分化和甘油三酯的生成。qRT-PCR分析表明，过表达Snail1抑制了PPARγ(P=0.06)、FABP4(P<0.05)、LPL(P<0.05)基因表达，而PIK3R3...     

microRNA调控动物皮下脂肪组织和肌内脂肪沉积的研究进展

脂肪组织是动物机体重要的能量代谢及内分泌器官,选择性的脂肪沉积对动物肉类的感官品质、风味性和加工特性具有至关重要的作用,因此动物不同部位脂肪沉积的特异性调控因子及其作用分子机理备受研究者的关注。microRNA（miRNA）是一类长度为22 nt左右的非编码小RNA,近年来采用组学技术对具有表型差异的脂肪组织和脂肪细胞进行高通量测序,筛选发现了许多差异表达的miRNAs,这些miRNAs可通过与靶基因mRNA相结合发挥生物学功能,对不同部位脂肪沉积调控具有重要作用。鉴于此,本文将从miRNA在动物皮下脂肪组织和肌内脂肪的调控作用等方面进行综述,为后续研究miRNA调控动物脂肪组织沉积的作用及机制提供理论参考和新的思路。     

乏情和发情初产母猪下丘脑-垂体轴中miRNA表达谱比较分析

【目的】从神经内分泌系统揭示微小RNA(microRNA,miRNA)调控初产母猪情期活动的遗传机制。【方法】利用RNA-Seq技术对乏情和发情初产母猪下丘脑-垂体轴中的small RNA进行测序,获得了母猪下丘脑和垂体miRNA表达谱,并对筛选的差异表达miRNA进行GO和KEGG等功能分析。【结果】从所构建的4个文库中共鉴定出1 096个miRNAs,其中已知miRNAs 364个,新预测miRNAs 732个。以发情母猪为对照,在乏情母猪的下丘脑有16个miRNAs存在差异表达,其中6个上调,10个下调;在乏情母猪垂体有9个miRNAs存在差异表达,其中2个上调,7个下调。下丘脑中16个差异表达miRNAs共预测到5 212个靶基因,垂体中9个差异表达miRNAs共预测到6 897个靶基因。下丘脑中靶基因主要在细胞投射组装、质膜结合的细胞投射组装、神经元投射发育的负调控、蛋白丝氨酸/苏氨酸激酶活性等GO条目及Ras信号通路、神经营养因子信号通路、ErbB信号通路、mTOR信号通路等KEGG信号通路中显著富集;垂体中靶基因主要在mRNA加工调控、Ras GTP酶结合、泛素样蛋白连接...     

猪脂肪形成的基础及营养调控

肉用动物体内脂肪的分布与沉积影响胴体品质和肉质性能。脂肪形成是复杂的生物学过程,包括前体脂肪细胞增殖、分化及脂肪的合成与沉积。本文就猪脂肪形成的细胞学基础包括肌内和皮下脂肪细胞发育及生物学特性的差异,共轭亚油酸、日粮蛋白质限制和碳水化合物对脂肪形成的影响及其机制等方面的研究进展做了分析和介绍,以深入了解脂肪形成的机制,为猪体脂沉积的营养调控提供基础。     

影响肌内脂肪沉积的候选基因及分子机制研究进展

肌内脂肪(IMF)即肌纤维之间沉积的脂肪组织,其含量与猪肉品质呈正相关。脂肪组织过度发育会导致脂质过度累积,影响猪的胴体品质;反之,亦会使肉质变硬,影响口感,降低猪肉品质。合理改善IMF含量,对提高肉质尤为重要。因此,探究与IMF沉积相关的候选基因和分子机制已成为IMF研究中的热点内容。文章对调控猪脂肪沉积的候选基因及其分子机制的相关研究进展进行了综述,介绍了参与脂肪沉积调控过程的一些候选基因和信号通路的研究现状以及发展方向,如过氧化物酶体增殖物激活受体(peroxisome proliferator-activated receptor gamma,PPARs)、脂肪酸结合蛋白(fattyacidbindingprotein,FABPs)、脂蛋白酯酶(lipoprotein lipase,LPL)、CCAAT增强子结合蛋白家族(CCAAT/enhancer-binding protein family, C/EBPs)、C1q/肿瘤坏死因子相关蛋白6(CTRP6)、Krüppel样因子13(Krüppel-like factor13,KLF13)、脂滴包被蛋白1(Perilipin1,PLIN1)、FAM134B等候选基因对脂肪细胞的分化以及沉积的重要作用;MAPK信号通路、PI3K/Akt信号通路、AMPK信号通路、Wnt/β-catenin信号通路、TGF-β/BMPs信号通路等影响脂肪沉积的分子机制;长链非编码RNA、基因甲基化和去甲基化对脂肪生成和分化的调节作用,以期阐明调节IMF基因表达的潜在机制,揭示IMF沉积的分子基础,对猪IMF沉积的研究有全面了解。     

鸡胚外泌体miRNAs功能分析

旨在基于鸡胚外泌体及所含有的miRNAs解析其产生生理功效的活性物质基础及作用机制。本研究收集13胚龄惠阳胡须鸡胚蛋18枚（3组,每组6枚）,采用酶消化、蔗糖密度梯度和差速超速离心等方法分离鸡胚组织来源的外泌体,经透射电镜、纳米流式和标志蛋白流式检测等方法鉴定其特征。利用高通量测序方法研究外泌体样本中miRNAs表达谱,对各样本top 10且共表达的miRNAs进行靶基因预测与功能分析。结果表明,分别获得了3个浮力密度范围（S1：1.13 g·mL^-1、S2：1.21 g·mL^-1和S3：1.32 g·mL^-1）具有外泌体典型特征的胞外囊泡;与miRBase V21进行比对发现,S1、S2和S3样品中分别含有675、661和845个已知的miRNAs,这些miRNAs中有488个（52.6%）三者共有,包括了广泛参与细胞增殖、分化和免疫应答等过程的功能性miRNAs。TargetScan 7.2和miRDB预测得到3个样本中top 10且共表达的56个miRNAs的靶基因,获得的3 650个靶基因经DAVID分析,显著富集了24个与机体生长、发育、免疫等有关的生物学通路（P<0.05）,包括MAPK信号通路、mTOR信号通路、Notch信号通路、Wnt信号通路和GnRH信号通路等。本研究建立了鸡胚组织中有效分离外泌体的方法,发现鸡胚组织来源的外泌体miRNAs会影响机体生长发育和免疫调节有关的生物学通路。     

禽类脂肪细胞分化调控的研究进展

前脂肪细胞是一类具有增殖和定向分化为脂肪细胞能力的前体细胞,其分化受众多基因的调控。目前对哺乳动物脂肪细胞分化的认识比较全面而深入,但是有关禽类脂肪细胞分化相关的研究报道比较少。一方面,禽类脂肪细胞诱导分化方式不同于其他物种,外源脂肪酸是必须的诱导剂之一;另一方面,禽类关键转录因子调控脂肪分化的分子机理不同于哺乳动物,具有特异性。本文综述了禽类前脂肪细胞原代培养、诱导分化方式及其分化调控机制的研究进展,旨在为今后深入了解禽类脂肪分化的机理提供理论参考。