miR-128-1-5p对绵羊前体脂肪细胞增殖和分化调节作用的研究

旨在研究miR-128-1-5p对绵羊前体脂肪细胞增殖与分化的调节作用。本研究经理论预测和试验研究验证miR-128-1-5p的靶基因；过表达miR-128-1-5p后，用qPCR检测增殖标志基因的表达，CCK-8和EdU检测细胞增殖情况；用qPCR和Western blotting检测miR-128-1-5p和其靶基因在前体脂肪细胞分化中的表达趋势；通过过表达或抑制miR-128-1-5p研究其对绵羊前体脂肪细胞分化的调节机制；用油红O染色检测成脂能力。结果表明，KLF2是miR-128-1-5p的靶基因。前体脂肪细胞增殖过程中，过表达miR-128-1-5p后，增殖标志基因的表达量显著或极显著降低（P<0.05或P<0.01），细胞活力显著或极显著降低（P<0.05或P<0.01），新生细胞数显著减少（P<0.05）。前体脂肪细胞分化过程中，miR-128-1-5p与KLF2的表达呈负相关；过表达miR-128-1-5p极显著下调了KLF2 mRNA的表达量（P<0.01），显著下调了KLF2蛋白的表达量（P<0.05），显著或极显著上调了分化标志基因mRNA的表达（P<0.05或P<0.01），产生更多脂滴；抑制miR-128-1-5p则结果相反。综上所述，miR-128-1-5p与KLF2存在结合位点。miR-128-1-5p抑制绵羊前体脂肪细胞的增殖，在分化过程中通过靶向抑制KLF2的表达，促进前体脂肪细胞分化和脂滴沉积。     

miR-138靶向PGC-1α调控牦牛肌内前体脂肪细胞增殖及分化

旨在分析miR-138在牦牛前体脂肪细胞分化过程中的调控作用。本研究设计合成miR-138 mimics和inhibitor以对细胞进行miR-138过表达及抑制表达,并通过油红O染色分析miR-138对牦牛肌内前体脂肪细胞脂质沉积的影响;利用CCK-8、划痕和流式细胞技术分析miR-138对细胞增殖的影响;通过对bta-miR-138进行生物信息学分析,筛选其在脂质沉积过程中的相关潜在靶基因;利用RT-qPCR测定miR-138潜在靶基因mRNA表达水平,并通过双荧光素酶报告试验确定靶向关系。结果显示,过表达miR-138后,细胞内脂滴沉积水平显著低于对照（NC）组（P<0.01）,而抑制miR-138表达则显著增强脂肪细胞脂质沉积（P<0.01）;RT-qPCR结果表明,过表达miR-138可显著抑制脂肪分化标志基因PPARγ和c/EBPα的表达（P<0.01）,抑制miR-138则上调PPARγ和c/EBPα表达水平（P<0.05）;此外,过表达miR-138后,潜在靶基因PTPN11、CREB1和ADCYAP1R1表达水平显著下调（P<0.05）,而PGC-1α和SNAP25表达极显著下调（P<0.01）;抑制miR-138后MXLIP和SNAP25表达显著上调（P<0.05）,PGC-1α和PTPN11表达极显著上调（P<0.01）;CCK-8和划痕试验结果表明,过表达miR-138后24~36 h,细胞增殖活性显著低于对照组（P<0.05）,而抑制miR-138则表现为细胞增殖活性增强;流式分析结果显示过表达miR-138后,细胞出现G1-S期阻滞,细胞周期相关基因CCND1、CCNB1和增殖标志基因Ki67的mRNA表达显著降低;生物信息学分析预测获得263个miR-138公共靶基因,KEGG富集结果显示靶基因主要参与“轴突导引”、“胰岛素抵抗”、“胰岛素分泌”及“RNA降解”等通路,GO分析主要富集于“RNA聚合酶Ⅱ启动子对转录的正向调控”、“核染色质”、“染色质DNA结合”和“I型肺细胞分化”等功能;双荧光素酶报告试验结果显示,共转染miR-138 mimics和PGC-1α-Wt-PGL3-basic可显著降低细胞荧光强度（P<0.01）。以上结果表明,miR-138可通过靶向结合PGC-1α 3'UTR序列,降低PGC-1α的mRNA表达水平,抑制牦牛肌内前体脂肪细胞分化和脂质沉积,降低细胞增殖活性。本研究为阐明牦牛肉质性状的潜在分子机制提供参考。     

民猪脂肪细胞分化过程中抗寒相关基因表达规律研究

旨在探究民猪脂肪细胞分化过程中产热基因和米色脂肪标记基因的表达变化规律，为进一步研究民猪脂肪细胞向米色脂肪细胞分化的分子机制提供依据。本研究采集1月龄民猪的背部脂肪组织，分离前体脂肪细胞进行培养及成脂诱导，观察分化过程中细胞形态并进行油红O染色鉴定；检测产热基因UCP3、PGC-1α、PPARα和米色脂肪标记基因EBF2、CD81、PDGFRα在诱导分化第0、2、4、6、8天的表达量。结果表明，随着诱导分化的时间增加，细胞中的脂滴逐渐增多，在分化第8天时进行油红O染色，多数细胞达到成熟脂肪细胞阶段。以第0天为对照，PGC-1α、EBF2、PDGFRα在第2天时表达量极显著升高（P<0.01），且达到最高，第4、6、8天呈下降趋势。UCP3在第4、6、8天表达量极显著升高（P<0.01），第8天有所下降。PPARα和CD81在第2天时表达量极显著升高（P<0.01），且在第4和6天表达量与第2天相比变化不大。综上表明，本研究成功进行了民猪前体脂肪细胞的成脂诱导分化，揭示了分化过程中产热和米色脂肪标记基因的表达规律，为进一步研究民猪前体脂肪细胞向米色脂肪细胞分化的分子机制和民猪抗寒能力奠定基础。     

NR1H3基因调控猪前体脂肪细胞分化的研究

旨在探讨NR1H3基因在猪脂肪组织中的发育性表达规律及对猪前体脂肪细胞成脂分化的影响,以确定其在脂肪沉积过程中的主要功能。本研究采用qRT-PCR方法检测30、90、240日龄马身猪皮下脂肪组织中NR1H3的发育性表达规律;采集5日龄杜长大仔猪背部脂肪组织,分离猪前体脂肪细胞;通过细胞免疫荧光技术检测细胞中Adiponectin含量以鉴定细胞的纯度;构建猪NR1H3基因的过表达载体,设计NR1H3 siRNA序列,分别转染分离得到的猪前体脂肪细胞,采用qRT-PCR、Western blot和油红O染色等方法检测过表达和干扰效率及它们对成脂分化关键基因表达的影响。结果表明,马身猪皮下脂肪组织中NR1H3的表达量随日龄增加呈上升趋势,30日龄时表达量最低,240日龄时表达量最高,差异极显著(P<0.01)。与对照组相比,猪前体脂肪细胞中过表达NR1H3,脂肪细胞的脂滴数明显增多,下游靶标SREBP-1c和ChREBP的表达量极显著提高(P<0.01),且成脂关键基因FAS、C/EBPβ、PPARγ和FABP4的mRNA表达量极显著提高(P<0.01),促进成脂过程;相反,干扰NR1H3基因,脂滴数明显减少,下游靶标及成脂关键基因的mRNA表达量极显著下调(P<0.01),抑制成脂过程。本研究表明,NR1H3基因是猪前体脂肪细胞成脂分化的正调节剂,通过影响其下游靶标SREBP-1c和ChREBP的表达而影响成脂分化,研究结果对阐明猪脂肪沉积的分子机理、改善肉质品质有重要意义。     

miR-17-3p靶向KCTD15调控延边黄牛前体脂肪细胞分化

旨在探究miR-17-3p是否可以通过靶向KCTD15调节延边黄牛前体脂肪细胞的分化。本研究使用生物信息学软件鉴定miR-17-3p的同源性，预测miR-17-3p的靶基因；通过在延边黄牛的前体脂肪细胞中转染miR-17-3p mimic或miR-17-3p inhibitor及阴性对照实现细胞内miR-17-3p过表达或抑制表达；采用双荧光素酶报告基因检测系统确定miR-17-3p与KCTD15的靶标关系；使用qRT-PCR和Western blot技术在mRNA和蛋白水平上检测miR-17-3p对KCTD15基因以及脂代谢标志基因PPARγ和C/EBPα表达水平的影响。结果表明，生物信息学软件预测KCTD15可作为miR-17-3p的靶基因，且miR-17-3p在哺乳动物中具有较高的同源性；转染miR-17-3p mimic后脂代谢标志基因PPARγ和C/EBPα的mRNA和蛋白表达量显著或极显著高于转染NC-mimic的对照组（P<0.05或P<0.01）；抑制miR-17-3p的表达后，PPARγ和C/EBPα的表达量则显著或极显著低于对照组（P<0.05或P<0.01）；双荧光素酶报告基因验证分析显示，过表达miR-17-3p极显著抑制了含有KCTD15 3'UTR片段的载体的荧光活性（P<0.01）；过表达miR-17-3p也会显著或极显著抑制候选靶基因KCTD15 mRNA和蛋白质的表达量（P<0.05或P<0.01）；而抑制miR-17-3p的表达则会显著提高靶基因KCTD15的mRNA和蛋白质的表达量（P<0.05）。这些结果说明，miR-17-3p可能通过抑制KCTD15的表达促进延边黄牛前体脂肪细胞分化。     

miR-181a和miR-181d-5p对猪前体脂肪细胞成脂分化调控的研究

【目的】 探究miR-181a和miR-181d-5p在荣昌猪原代前体脂肪细胞分化中的作用及机制。【方法】 通过比对种子序列差异分析miR-181a和miR-181d-5p在猪、人、大鼠和小鼠不同物种间的序列保守性；实时荧光定量PCR检测miR-181a和miR-181d-5p在猪肌肉和背部皮下脂肪组织中表达；利用miRandn和TargetScan在线软件预测miR-181a和miR-181d-5p的靶基因，并进行GO和KEGG富集分析；使用RNAhybrid在线软件预测miR-181a和miR-181d-5p与其靶基因的结合自由能。取7日龄雄性荣昌猪背部皮下脂肪组织分离原代前体脂肪细胞。分别设计miR-181a和miR-181d-5p的靶基因野生型和突变型载体，并与对应的miRNA共转染前体脂肪细胞，进行双荧光素酶报告基因试验验证miRNA与靶基因的靶标关系，测定miR-181a和miR-181d-5p与其靶基因的结合情况。构建miR-181a和miR-181d-5p的模拟物（miR-181a mimics、miR-181d-5p mimics）、抑制物（miR-181a inhibitor、miR-181d-5p inhibitor）、阴性对照（NC）及其靶基因的干扰siRNA （Gene-siRNA），转染细胞6 h后进行诱导分化。6 d后，分别对不同处理的细胞通过实时荧光定量PCR检测基因表达情况，油红O染色鉴定甘油三酯生成情况。【结果】 保守性分析结果表明，miR-181a和miR-181d-5p在猪、人、大鼠和小鼠间具有高度序列保守性；miR-181a与miR-181d-5p在猪不同组织中定量结果显示，miR-181a与miR-181d-5p在猪脂肪组织中特异性高表达；靶基因预测结果表明，miR-181a与miR-181d-5p的靶基因分别为线粒体甘油3-磷酸脱氢酶（GPD2）和环腺苷酸反应元件（CREB1）；GO和KEGG功能富集分析发现，miR-181a和miR-181d-5p的靶基因可以抑制甘油三酯生成，调节脂肪细胞分化，且miR-181a和miR-181d-5p与其靶基因的自由结合能均<－87.8 kJ/mol；双荧光素酶报告基因试验结果表明，转染miR-181a与miR-181d-5p的mimics可以极显著抑制靶基因3'-UTR野生型双荧光素酶报告载体中的荧光素酶活性（P<0.01），但不影响靶基因突变型双荧光素酶报告载体中的荧光素酶活性。诱导分化结果表明，与未分化脂肪细胞（0 d）相比，miR-181a表达量在分化的第4天显著升高（P<0.05），到第6天达到极显著差异（P<0.01）；miR-181d-5p及GPD2和CREB1基因表达量在分化的第4、6天均极显著升高（P<0.01）。miR-181a和miR-181d-5p的细胞转染试验均得到相似结果，与NC组相比，mimics组miR-181a与miR-181d-5p的表达量均极显著上升（P<0.01），inhibitor组miR-181a与miR-181d-5p表达量均极显著下降（P<0.01）；mimics和siRNA组的GPD2与CREB1基因表达量均极显著下降（P<0.01），inhibitor组GPD2与CREB1基因表达量均极显著上升（P<0.01）；mimics和siRNA组PPARγ和C/EBPα基因的相对表达量均显著或极显著上升（P<0.05；P<0.01），inhibitor组PPARγ和C/EBPα基因的表达量均显著下降（P<0.05）；油红O染色结果表明，与NC组相比，mimics和siRNA组细胞脂滴数目增加，inhibitor组细胞脂滴数目减少。【结论】 miR-181a和miR-181d-5p可以分别靶向结合GPD2和CREB1基因3'-UTR区域序列，降低GPD2和CREB1基因的表达，促进猪前体脂肪细胞成脂分化。     

miR-145-4调控蛋鸭卵泡发育机制的研究

【目的】 本研究旨在揭示miR-145-4在蛋鸭卵泡发育中的作用及调控机制。【方法】 分离培养蛋鸭卵泡颗粒细胞,转染miR-145-4相似物（mimic）、抑制物（inhibitor）后,利用实时荧光定量PCR法检测细胞增殖凋亡相关基因的表达情况,采用RNAhybrid和Targetscan程序预测miR-145-4的靶基因及其与靶基因磷脂酰肌醇-3-激酶催化亚单位α（phosphatidylinositol-3-kinase catalytic subunit α,PIK3CA）3'-UTR的结合位点,分别构建PIK3CA基因3'-UTR的野生型和突变型双荧光素酶载体,与miR-145-4 mimic和mimic-NC共转染蛋鸭卵泡颗粒细胞后,采用双荧光素酶报告系统验证miR-145-4与靶基因PIK3CA的结合关系,最后采用实时荧光定量PCR法检测miR-145-4对蛋鸭卵泡颗粒细胞中PIK3CA基因表达的影响。【结果】 实时荧光定量PCR结果显示,与对照组相比,过表达miR-145-4后CyclinB2基因的表达量极显著降低（P<0.01）,BCL2基因的表达量极显著增加（P<0.01）;抑制miR-145-4后,CyclinB2基因表达量极显著升高（P<0.01）,BCL2基因表达量极显著降低（P<0.01）。预测结果显示,miR-145-4与PIK3CA基因3'-UTR存在结合位点。PCR扩增和测序结果显示,PIK3CA基因3'-UTR的野生型和突变型载体构建成功。双荧光素酶检测结果显示,与突变型及空载体共转染组相比,野生型组双荧光素酶活性显著降低（P<0.05）,说明miR-145-4能够与PIK3CA基因3'-UTR结合。实时荧光定量PCR结果表明,在蛋鸭卵泡颗粒细胞中过表达miR-145-4后,PIK3CA基因表达量显著降低（P<0.05）,而抑制miR-145-4后,PIK3CA基因表达量极显著升高（P<0.01）。【结论】 miR-145-4通过正向调控靶基因PIK3CA促进蛋鸭卵泡颗粒细胞的凋亡,进而调控蛋鸭的卵泡发育。     

猪CPB2基因可变剪接体的克隆及生物信息学研究

本研究旨在克隆猪CPB2基因的不同可变剪接体，预测对应蛋白的功能特性以及研究不同转录本表达特性。以健康状态和体重相同的3头12月龄巴马小型猪为试验动物，通过RT-PCR技术及基因平末端克隆技术扩增猪CPB2基因的CDS区及部分非编码区，利用生物信息学工具预测CPB2编码蛋白的基本生物学特征，利用RT-PCR技术检测CPB2基因在肝、心、肾、皮下脂肪、肠系膜脂肪、股二头肌和背最长肌中的表达特征。以实验室制备的代谢性疾病易感猪为试验动物，利用qRT-PCR技术检测CPB2基因在富营养饮食效应下肝中的表达特征。结果表明，本研究成功克隆出猪CPB2基因的3种可变剪接体（CPB2-1、CPB2-2和CPB2-3），其中CPB2-1与NCBI序列XM_001929146.4相同，CPB2-2和CPB2-3为新发现转录本。与CPB2-1相比，CPB2-2和CPB2-3发生了5'端可变剪接（alternative 5'splice site，A5SS）事件；CPB2-1编码423个氨基酸的酸性不稳定性蛋白，CPB2-2和CPB2-3编码同种281个氨基酸的碱性不稳定性蛋白；与CPB2-1相比，CPB2-2和CPB2-3缺少信号肽和激活肽，但具有相同羧肽酶活性结构域；CPB2基因3种转录本仅在肝和肾中表达，其他组织无表达；在富营养饮食诱导的代谢性疾病易感猪的肝中，CPB2-1（P<0.01）和CPB2-2（P<0.01）显著降低，CPB2-3未显著降低（P=0.14）。综上，本研究成功在肝中克隆了猪CPB2的3种可变剪接体，推测CPB2-1是行使纤溶与凝血等生理功能的正常转录本；新发现转录本CPB2-2和CPB2-3被留在肝和肾中可能具有羧肽酶活性和重要生理学功能；CPB2基因可能与代谢相关的慢性肝病存在一定联系。     

猪流行性腹泻病毒通过miR-133c-3p/BCL2L2轴调控细胞凋亡

旨在探讨miR-133c-3p在猪流行腹泻病毒（PEDV）引起的细胞凋亡过程中所起的作用,并探讨其发挥作用的机制。以PEDV感染MARC-145细胞为模型,检测PEDV感染过程中细胞的凋亡情况以及6个与凋亡相关microRNAs的表达差异,RT-qPCR检测PEDV感染过程中与凋亡相关microRNAs的表达差异,合成miR-133c-3p的模拟物和抑制剂,转染MARC-145细胞,采用流式细胞术检测PEDV感染MARC-145细胞的凋亡情况,流式细胞术检测过表达和敲低miR-133c-3p后细胞的凋亡情况,采用生物信息学方法预测miR-133c-3p的靶基因,荧光素酶报告基因检测了miR-133c-3p和靶基因的结合情况,Western blot检测了过表达miR-133c-3p对BCL-w和PEDV蛋白表达水平的调控,用siRNA敲低BCL-w蛋白检测细胞凋亡情况。结果显示,PEDV的感染可以诱导MARC-145细胞凋亡（P<0.05）,与凋亡相关的microRNAs,如miR-133c-3p和miR-149-5p的表达上调（P<0.05;P<0.001）,miR-138-3p的表达下调（P<0.05）。其中,miR-133c-3p在病毒感染后升高了约5倍（P<0.01）。过表达miR-133c-3p后,细胞凋亡率显著升高（P<0.01）;敲低miR-133c-3p后,细胞凋亡率降低（P<0.05）。用生物信息学方法预测miR-133c-3p与BCL2L2的3'UTR区域有结合位点,荧光素酶报告基因试验显示miR-133c-3p可以和BCL2L2基因靶向结合（P<0.01）,过表达miR-133c-3p后细胞内BCL-w蛋白的表达明显下调,且病毒的感染可以降低BCL-w的表达水平,敲低BCL-w后细胞凋亡率显著升高（P<0.01）。PEDV感染后可以通过上调miR-133c-3p的表达来下调BCL2L2的表达,从而促进细胞的凋亡。     

miR-17-3p Regulates Preadipocyte Differentiation by Targeting KCTD15 in Yanbian Yellow Cattle

The aim of this study was to explore whether miR-17-3p could target KCTD15 to regulate the preadipocytes differentiation of Yanbian Yellow cattle. Bioinformatics softwares were used to identify homology and predict target genes of miR-17-3p. miR-17-3p mimic or miR-17-3p inhibitor and their negative control were transfected into bovine preadipocytes to overexpress or inhibit the expression of miR-17-3p. The binding sites of miR-17-3p to KCTD15 were verified via double luciferase report system. qRT-PCR and Western blot were used to detect the effect of miR-17-3p on the expressions of PPARγ, C/EBPα and KCTD15 both at mRNA and protein levels. Bioinformatics software prediction showed that KCTD15 was the target gene of miR-17-3p, and miR-17-3p had high homology in mammals. The mRNA and protein expressions of adipogenic marker genes PPARγ and C/EBPα after transfection of miR-17-3p mimic were significantly or extremely significantly higher than those of the control group transfected with NC-mimic (P<0.05 or P<0.01). After the expression of miR-17-3p was inhibited, the expressions of PPARγ and C/EBPα were significantly or extremely significantly lower than that in the control group (P<0.05 or P<0.01). Through the dual-luciferase reporter assay verification, the overexpression of miR-17-3p extremely significantly inhibited the fluorescent activity of the luciferase reporter gene vector containing the 3'UTR fragment of KCTD15 (P<0.01). Overexpression of miR-17-3p could also significantly or extremely significantly inhibit the expression of KCTD15 mRNA and protein(P<0.05 or P<0.01). However, inhibition of miR-17-3p expression could significantly increase the expression of KCTD15 mRNA and protein(P<0.05). These results suggest that miR-17-3p may regulate the differentiation of preadipocytes in Yanbian Yellow cattle by inhibiting the expression of KCTD15.     

WIP1基因对3T3-L1前脂肪细胞增殖分化的影响及其在小鼠不同生长阶段的表达

【目的】探究野生型p53诱导磷酸酶1(WIP1)基因与脂肪细胞增殖和分化的关系,以期为猪优质性状育种提供新基因素材。【方法】利用脂质体转染方法将合成的WIP1基因的3对siRNAs (WIP1-790、WIP1-893和WIP1-1845)和阴性对照NC-siRNA分别转染3T3-L1前脂肪细胞,通过实时荧光定量PCR检测WIP1基因的表达水平,比较不同siRNA的干扰效率。然后利用筛选到的干扰效率最高的siRNA敲减WIP1基因在3T3-L1前脂肪细胞中的表达,通过CCK-8检测siRNA敲减细胞和NC-siRNA细胞不同生长时期(0、12、24、48、72、96和120 h)的增殖情况,并通过实时荧光定量PCR检测上述2种细胞24和48 h的细胞周期蛋白B1(Cyclin B1)和Cyclin D1的表达水平。对干扰效率最高的siRNA和NC-siRNA组3T3-L1前脂肪细胞进行成脂诱导分化,通过油红O染色和甘油三酯定量法评估成脂分化效率,利用实时荧光定量PCR检测过氧化物酶体增殖物活化受体γ(PPARγ)、CCAAT/增强子结合蛋白α(C/EBPα)、脂肪酸结合蛋白4(FABP4)、硬脂酰辅酶A去饱和酶(SCD1)的表达水平,Western blotting法检测PPARγ蛋白的表达水平;通过实时荧光定量PCR检测WIP1基因在21日龄、8周龄和6月龄小鼠腹股沟皮下脂肪组织和性腺脂肪组织的时空表达情况。【结果】基因干扰试验结果显示,3对siRNAs对WIP1基因的表达均具有极显著的干扰作用(P＜0.01),其中WIP1-790的干扰效率最高,达到了70%以上。CCK-8检测结果显示,与NC-siRNA组相比,WIP1-790干扰组细胞的增殖速率在各生长时期均极显著降低(P＜0.01),且细胞周期基因Cyclin B1和Cyclin D1的表达量在24和48 h均极显著下调(P＜0.01)。成脂诱导分化结果显示,与NC-siRNA组相比,WIP1-790干扰组细胞在成脂分化第8天油红O染色阳性细胞明显减少,脂滴含量极显著降低(P＜0.01),甘油三酯含量显著降低(P＜0.05);PPARγ、C/EBPα、FABP4、SCD1等标记基因mRNA表达水平均极显著降低(P＜0.01),PPARγ蛋白表达水平极显著降低(P＜0.01)。WIP1基因在8周龄和6月龄小鼠的腹股沟皮下脂肪组织中的表达量分别显著或极显著高于21日龄小鼠(P＜0.05;P＜0.01),且在6月龄小鼠的性腺脂肪组织中,WIP1基因的表达量极显著高于21日龄和8周龄的小鼠(P＜0.01)。【结论】WIP1基因通过调控Cyclin B1、Cyclin D1和PPARγ等细胞周期和成脂分化相关基因的表达影响3T3-L1细胞的增殖和分化,且参与小鼠脂肪沉积过程,结果可为深入解析WIP1基因调控脂肪发生的分子机制提供参考。