秦川牛PLIN2基因参与脂滴形成调节机制的研究

【目的】研究PLIN2基因对秦川牛脂肪细胞分化过程中脂滴形成的功能。【方法】以秦川牛原代脂肪细胞为试验材料,采用高干扰效率的si-PLIN2及对照组si-NC,超表达PLIN2基因真核表达载体pcDNA3.1(+)-PLIN2及对照pcDNA3.1(+)-empty vector（pcDNA3.1(+)-EV）,转染秦川牛脂肪细胞并进行相关基因mRNA及蛋白水平表达量验证,并对转录因子C/EBPα是否能结合在PLIN2基因启动子区域进行验证。【结果】si-PLIN2处理组中CREB基因表达量无明显变化,C/EBPβ和C/EBPα基因mRNA水平表达量与si-NC对照组相比分别出现显著或极显著下调。与对照组pcDNA3.1(+)-EV相比,过表达组pcDNA3.1(+)-PLIN2CREB相对表达量极显著上调,C/EBPα和C/EBPβ基因相对表达量上调,但差异不显著。Western blot蛋白表达水平检测发现,si-PLIN2中磷酸化水平CREB(phospho-CREB,p-CREB)、C/EBPβ、C/EBPα的表达量显著低于对照组si-NC,过表达组上述转录因子表达量未出现明显上调。ChIP试验结果表明,转录因子C/EBPα可以结合在PLIN2基因启动子区域,并调控秦川牛PLIN2基因的表达。【结论】下调秦川牛PLIN2基因可反馈抑制上游cAMP-PKA信号通路p-CREB、C/EBPβ、C/EBPα 3个转录因子的表达,从而抑制秦川牛脂肪细胞分化过程中脂滴生成。     

腺病毒载体介导Smad3基因在秦川牛前体脂肪细胞中的过表达和沉默

旨在通过在秦川牛前体脂肪细胞中过表达和沉默Smad3基因,探讨其在秦川牛前体脂肪细胞分化过程中的生物学功能,从而为阐明TGF-β信号通路在牛脂肪组织生长发育过程中发挥的作用提供理论依据。本试验采用Ad5腺病毒改建的AdMaxTM重组腺病毒包装系统成功重组获得了过表达腺病毒pDC316-EGFP-bSMAD3和干扰腺病毒pDC316-EGFP-ShRNA-bSMAD3-1405。感染牛前体脂肪细胞后,利用实时荧光定量检测Smad3基因及脂肪形成相关基因mRNA的表达。结果表明,将获得的具有较高滴度的过表达腺病毒pDC316-EGFP-bSMAD3感染秦川牛前体脂肪细胞3、6、9d后,分别较对照组Smad3基因表达量显著上调了1 031、1 286、633倍(P0.001)。与对照组相比,高滴度干扰腺病毒pDC316-EGFP-ShRNA-bSMAD3-1405感染牛前体脂肪细胞3、6、9d后,Smad3基因的表达量分别下调了70%、55%、57%(P0.01)。油红O染色和实时荧光定量结果均证明,Smad3基因抑制了前体脂肪细胞脂质积累并促使标志基因PPARγ、FABP4、C/EBPα和C/EBPβ的表达显著下调。综上所述,腺病毒载体介导体外表达载体可以成功的实现Smad3基因在秦川牛前体脂肪细胞中的过表达和沉默,并对秦川牛前体脂肪细胞的成脂分化具有一定的调控作用。     

PLIN2基因在秦川肉牛皮下脂肪组织中的表达规律及基因多态性与肉质性状的关联分析

试验旨在研究围脂滴蛋白2（PLIN2）基因在秦川肉牛皮下脂肪组织中的表达情况及基因多态性与肉质性状的关联分析。采用实时荧光定量PCR检测PLIN2基因mRNA在不同月龄（6~60月龄）秦川肉牛皮下脂肪组织中的表达情况;选取18~24月龄的健康秦川肉牛536头,采集血样并测定肉质性状指标,研究PLIN2基因单核苷酸多态性（SNP）和氨基酸突变,并与秦川肉牛肉质性状进行关联分析。结果发现,PLIN2基因在秦川肉牛皮下脂肪组织中的表达量呈先上升后下降趋势,18月龄时表达量最高。测序共发现9个SNPs位点,其中g.C7919>T位点不同基因型肌内脂肪含量差异显著（P<0.05）,CT基因型显著高于TT和CC基因型;g.C7933>T位点不同基因型背膘厚及肌内脂肪含量均呈显著差异（P<0.05）,CC和CT基因型个体背膘厚显著高于TT基因型,CT基因型个体肌内脂肪含量显著高于TT和CC基因型;g.G8015>C位点CC基因型个体肌内脂肪含量显著高于GG和GC基因型（P<0.05）;3'UTR区域g.T8496>C位点TC基因型个体肌内脂肪含量显著高于CC和TT基因型（P<0.05）;g.C8578>T位点TT基因型个体背膘厚显著高于CT和CC基因型（P<0.05）。综上,PLIN2基因对秦川肉牛肉质性状发育有一定影响,可作为秦川肉牛现代分子选育的候选参考基因。     

秦川肉牛脂肪细胞PLIN2基因干扰siRNA筛选及过表达载体效率检测

试验旨在获得秦川牛肉用新品系（以下简称"秦川肉牛"）具有高干扰效率的脂肪细胞分化相关蛋白2（PLIN2）基因干扰siRNA及高过表达效率的基因超表达载体,为后续研究PLIN2基因在秦川肉牛脂肪细胞分化过程中的功能提供试验依据。通过采用siRNA介导的靶基因沉默技术合成靶向牛PLIN2 mRNA序列的si-PLIN2及构建真核pcDNA3.1（+）-PLIN2过表达载体,利用FuGENE6低毒性转染试剂配制转染复合物,转染秦川肉牛脂肪细胞并进行诱导分化。采用实时荧光定量PCR检测技术检测各试验组与对照组中PLIN2基因的相对表达量,并计算目的基因干扰及过表达效率;采用Western blotting方法检测蛋白水平的表达情况;采用BODIPY脂滴染色的方法观察表型。结果表明,转染秦川肉牛前体脂肪细胞后干扰组3对si-PLIN2（si-PLIN2_01、si-PLIN2_02和si-PLIN2_03）与对照组（si-PLIN2-NC）相比,PLIN2基因表达量下降（P<0.01）,干扰效率分别为71%、54%和50%;蛋白水平检测发现,si-PLIN2_01、si-PLIN2_03组蛋白水平表达与对照组（si-PLIN2-NC）相比出现下降趋势;脂滴染色后发现,干扰组与对照组相比,脂滴数目明显减少。过表达组pcDNA3.1（+）-PLIN2与对照组相比,PLIN2基因表达量显著上调,达35倍,脂滴数目明显增多。综上所述,siRNA介导的PLIN2基因沉默或pcDNA3.1（+）介导的体外表达载体均可以成功实现对PLIN2基因在秦川肉牛脂肪细胞分化过程中的干扰或超表达,并影响脂肪细胞分化过程中脂滴的形成数量。本研究为进一步探究PLIN2在秦川肉牛脂肪细胞分化过程中的功能奠定基础。     

秦川牛Gli2基因重组干扰腺病毒的构建

【目的】构建秦川牛醇溶蛋白2(Gli2)基因的重组干扰腺病毒,为研究Hh信号通路在秦川牛脂肪形成过程中的功能奠定基础。【方法】构建3条短发卡RNA(shRNA):shRNA-LY1、shRNA-LY2、shRNA-LY3,利用双荧光素酶报告系统检测其干扰效率。再用干扰效率较高的shRNA-LY3构建腺病毒干扰载体pAD/PL-DEST/CMV-GFP/U6-LY3,转染HEK 293A细胞进行腺病毒的包装并扩繁以提高病毒滴度。利用LaSRT法测定腺病毒的滴度,并将得到的病毒以不同剂量侵染秦川牛脂肪细胞,确定其最佳感染复数(MOI)。【结果】筛选得到shRNA-LY3干扰效率最高,达到85%;成功构建了秦川牛Gli2基因腺病毒干扰载体pAD/PL-DEST/CMV-GFP/U6-LY3,包装后获得了重组干扰腺病毒Ad-shRNA-LY3;LaSRT法测得其滴度为1×10~9 PFU/mL。腺病毒对秦川牛脂肪细胞的最佳MOI为50。【结论】成功构建了秦川牛Gli2基因腺病毒干扰载体,包装后获得了高滴度的重组干扰腺病毒Ad-shRNA-LY3,其对秦川牛脂肪细胞的最佳MOI为50。     

PLIN2基因在秦川肉牛皮下脂肪组织中的表达规律及基因多态性与肉质性状的关联分析

试验旨在研究围脂滴蛋白2(PLIN2)基因在秦川肉牛皮下脂肪组织中的表达情况及基因多态性与肉质性状的关联分析。采用实时荧光定量PCR检测PLIN2基因mRNA在不同月龄(6~60月龄)秦川肉牛皮下脂肪组织中的表达情况;选取18~24月龄的健康秦川肉牛536头,采集血样并测定肉质性状指标,研究PLIN2基因单核苷酸多态性(SNP)和氨基酸突变,并与秦川肉牛肉质性状进行关联分析。结果发现,PLIN2基因在秦川肉牛皮下脂肪组织中的表达量呈先上升后下降趋势,18月龄时表达量最高。测序共发现9个SNPs位点,其中g.C7919T位点不同基因型肌内脂肪含量差异显著(P0.05),CT基因型显著高于TT和CC基因型;g.C7933T位点不同基因型背膘厚及肌内脂肪含量均呈显著差异(P0.05),CC和CT基因型个体背膘厚显著高于TT基因型,CT基因型个体肌内脂肪含量显著高于TT和CC基因型;g.G8015C位点CC基因型个体肌内脂肪含量显著高于GG和GC基因型(P0.05);3′UTR区域g.T8496C位点TC基因型个体肌内脂肪含量显著高于CC和TT基因型(P0.05);g.C8578T位点TT基因型个体背膘厚显著高于CT和CC基因型(P0.05)。综上,PLIN2基因对秦川肉牛肉质性状发育有一定影响,可作为秦川肉牛现代分子选育的候选参考基因。