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。     

Akt 基因对肌肉细胞发育的表观调控

 
Akt是真核细胞中非常重要的丝/苏氨酸蛋白激酶,在细胞生长、增殖、分化、代谢和细胞运动方面都有重要作用。论文从Akt结构与功能、Akt调控成肌细胞增殖与分化、Akt调控表观修饰、肌细胞分化与组蛋白甲基化、Akt调控成肌细胞基因表达、问题与展望等方面论述了Akt基因对肌肉细胞发育的表观调控,以期为畜禽肌肉发育和分化研究提供依据。     

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。     

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。     

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。     

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。     

肉牛骨骼肌生长发育分子遗传调控研究进展

骨骼肌发育是肉牛生长发育的重要组成部分,直接与肉牛的产肉力等经济性状密切相关。本文总结了肉牛骨骼肌发育过程中的发挥重要作用的基因、miRNA以及表观修饰作用,对影响肉牛肌肉发育的关键因子进行了系统的分析,为牛肉质性状的分子改良提供新的思路。     

大豆异黄酮对骨骼肌发育的影响及其对动物肉品质的调控作用

大豆异黄酮是一类植物雌激素,对动物机体的调控作用非常广泛。近年来研究发现,大豆异黄酮对动物的骨骼肌发育有很重要的调控作用。本文综述了大豆异黄酮对肌肉能量与蛋白代谢、肌细胞的增殖与分化以及肌纤维类型转化的影响,并进一步探讨了大豆异黄酮对动物肌肉品质的调控作用。     

mRNA和miRNA调控动物肌肉生长发育及其在绵羊中的研究进展

mRNA和miRNA对动物肌肉生长发育具有重要的调控作用。肌肉的生长发育是动物生命过程中的重要阶段,直接影响动物的肉用性能。近年来,越来越多的mRNA和miRNA被鉴定和验证,它们参与动物肌肉的形成、肌肉细胞增殖分化等过程并在其中发挥重要的调控作用。本文综述了动物肌肉形成机制、mRNA和miRNA在动物肌肉生长发育过程中所发挥的作用及其在绵羊中的研究进展,旨在为今后肉用绵羊培育提供参考。     

Research Progress of Epigenetics Modification in the Process of Skeletal Muscle Cell Proliferation and Differentiation

Skeletal muscle is the most abundant tissue and the main component of muscle in animals.The process of skeletal muscle cell's proliferation and differentiation is the basis of muscle development and it's directly affects the meat production performance of domestic animals.It has been found that epigenetic modification plays an important role in regulating the proliferation and differentiation of skeletal muscle cells.In this study,the effects of epigenetics on skeletal muscle in terms of the effects of DNA methylation on the proliferation and differentiation of skeletal muscle cells,the selection and expression of factors regulated by histone acetylation,the regulation of non-coding RNA,and the effects of chromosome remodeling.Research progress in the process of muscle cell proliferation and differentiation,briefly describes the effects of different modification methods and factors on the two processes of skeletal muscle proliferation and differentiation.At the same time,the methods and means used by predecessor in the study of skeletal muscle proliferation and differentiation were reviewed,and then the role of apparent regulatory factors in skeletal muscle growth was analyzed.The purpose was to further explain the important role of epigenetic modification in the proliferation and differentiation of skeletal muscle,enhanced the understanding of the regulation of skeletal muscle proliferation and differentiation,provided a reference path for integration with animal production,and also provided skeletal muscle.Molecular regulation of such as growth and development provided more reference materials.     

干扰DHX9对牛骨骼肌卫星细胞增殖与成肌分化的影响

为研究天冬氨酸-谷氨酸-丙氨酸-组氨酸盒解旋酶9 (DEAH (Asp-Glu-Ala-His)-box helicase 9,DHX9)对牛骨骼肌细胞增殖与分化的影响,利用已经建立的牛骨骼肌卫星细胞体外成肌分化模型,设计合成DHX9的si-RNA,采用荧光定量PCR和Western blot技术检测DHX9基因在成肌...     

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。     

miRNAs对骨骼肌调控的研究进展

microRNAs（miRNAs）是生物体内自然存在的一类长度约为22 nt的小分子非编码RNA，能够通过与靶基因mRNA 3'UTR不完全互补配对，降解靶基因mRNA或抑制其翻译，在转录后水平调控基因的表达，进而广泛参与调控机体生长、发育、疾病等多个生物学过程。骨骼肌约占人体体重的40%，是动物体维持正常生长发育必不可少的组成部分。miRNAs通过靶向骨骼肌发育、再生与疾病过程的关键因子，进而发挥调控作用。作为骨骼肌疾病的重要调控因子，miRNAs已成为肌肉相关疾病的检测标志物和靶向诊疗药物。近年来，随着对miRNAs研究的深入，有关miRNAs对骨骼肌调控的研究已成为生命科学领域的研究热点。作者综述了miRNAs参与调控骨骼肌细胞增殖、分化、再生与疾病等方面的研究进展，旨在为治疗肌肉疾病及提高畜禽肉品质提供理论依据。     

干扰lnc4351对牛骨骼肌卫星细胞增殖与成肌分化的影响

为探究长链非编码RNA(lncRNA)对牛骨骼肌卫星细胞增殖及分化的影响,本研究以牛骨骼肌卫星细胞及已建立的体外成肌诱导分化模型为基础,以前期高通量测序获得的牛骨骼肌卫星细胞分化前后表达差异倍数较大的一个预测lncRNA为靶标,对其进行生物信息学分析及亚细胞定位,命名为lnc4351。设计合成lnc4351的siRNA,转染牛骨骼肌卫星细胞,采用EdU染色的方法检测干扰lnc4351对细胞增殖的影响;对转染siRNA的牛骨骼肌卫星细胞进行体外成肌诱导分化,观察肌管的形成状态,同时采用实时荧光定量PCR和Western blotting检测分化标志因子MyoG和MHC基因的mRNA及蛋白水平的表达变化,研究干扰lnc4351对细胞分化的影响。结果显示,lnc4351位于牛的14号染色体,不具有蛋白编码潜能,是一个未报道过的lncRNA,在牛骨骼肌卫星细胞的细胞质和细胞核内均有分布,主要存在于细胞核;干扰lnc4351表达后,EdU阳性细胞比率显著下降(P<0.05),说明下调lnc4351表达显著抑制了牛骨骼肌卫星细胞的增殖;下调lnc4351表达后肌卫星细胞经诱导分化产生的肌管量呈现增多趋势,分化标志因子MyoG和MHC的蛋白水平显著或极显著上调(P<0.05;P<0.01),说明干扰lnc4351能够促进牛骨骼肌卫星细胞的成肌分化过程。本研究结果表明,干扰lnc4351表达可以抑制牛骨骼肌卫星细胞的增殖并促进其成肌分化过程,为进一步开展lncRNA对牛骨骼肌发育的调控机制及肌肉发育相关研究提供参考。     

过表达MyBPC1对牛骨骼肌卫星细胞增殖分化的影响

旨在探究肌球蛋白结合蛋白C1（myosin binding protein C1,MyBPC1）对牛骨骼肌卫星细胞增殖与成肌分化的影响,为进一步研究MyBPC1在细胞分化和肌肉发育过程中的调控作用提供依据。本研究利用西门塔尔胎牛原代牛骨骼肌卫星细胞体外诱导成肌分化模型模拟牛骨骼肌的生长发育过程。采用qRT-PCR和Western blot检测MyBPC1的细胞时序表达谱。试验分为两组。在RNA水平每组4个重复,每个重复20 μL;在蛋白水平每组3个重复,每个重复15 μg。采用qRT-PCR和Western blot检测牛骨骼肌卫星细胞转染MyBPC1的过表达效果,并进一步检测细胞增殖期标志因子Pax7、Ki67以及细胞分化期标志因子MyHC、MyOG的表达变化情况,观察牛骨骼肌卫星细胞肌管形成状态。结果,MyBPC1在牛骨骼肌卫星细胞分化前后表达水平存在极显著差异,牛骨骼肌卫星细胞诱导分化后MyBPC1的mRNA和蛋白表达量均极显著高于增殖期（P<0.01）。过表达MyBPC1后,细胞分化形成的肌管数量明显多于对照组,增殖标志因子Pax7的mRNA水平和蛋白表达水平无显著差异,分化标志因子MyHC的mRNA水平和蛋白表达水平极显著高于对照组（P<0.01）。过表达MyBPC1可以促进牛骨骼肌卫星细胞体外成肌分化,为进一步开展MyBPC1对牛骨骼肌卫星细胞的调控机制奠定基础。