骨骼肌生长发育调控基因MUSTN1的研究进展

肌肉骨骼胚胎核蛋白1(Musculoskeletal Embryonic Nuclear Protein 1,MUSTN1)位于细胞核中,是一种小型核蛋白,在骨骼和肌肉中高表达,参与肌肉骨骼系统的发育和再生,对骨骼肌系统的生长和发育发挥着重要作用.本文综述了MUSTN1基因的启动子、组织表达与调控,以及其对肌肉、骨骼和...     

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。     

骨骼肌生长发育过程及调控研究现状

骨骼肌是哺乳动物最大的组织,其功能或再生特性的丧失会导致生长发育不良及肌肉骨骼疾病。骨骼肌有600多块单独的肌肉,起支撑和运动的作用。骨骼肌可以被机体自主控制,这也是其不同于平滑肌和心肌的一个特点。农业动物的骨骼肌是肉产品的主要来源,为人类提供优质的动物蛋白和营养物质。影响生长发育的因素众多,肌肉的生长和发育决定着肉的产量和品质,是农业动物生产中极其重要的经济性状。骨骼肌的生长、发育调控涉及众多基因及其相关通路的激活或沉默,是一个极其复杂的多层次调控网络。作者综述了骨骼肌的结构、组成和生长发育过程,介绍了包括生长因子和细胞因子等在内的多种调节因子对肌肉发育的调控作用,并结合现有研究结果预测到未来发展方向将是重要候选基因的体外和体内试验验证,最终转化到实际生产应用中,为骨骼肌生长发育的分子调控机制研究和肌肉遗传疾病的治疗提供理论基础和参考依据。     

绵羊多胎性状基因调控研究进展

绵羊的繁殖性状受多基因控制，本文综述了现已发现并证明的主基因和QTL住点，如FecB基因、FecX基因、FecX2基因、BMP15(形态发生蛋白15)突变、Q249R突变及Thoka基因等。通过分析这些基因或QTL位点的作用、遗传方式、遗传效应及基因定位，旨在为探讨绵羊多胎性状的基因调控规律提供理论依据。     

调控绵羊排卵数基因的研究进展

绵羊的排卵数除了受卵泡选择前期FSH浓度的影响外还与卵巢内部因素有关。本文从卵巢水平对影响绵羊排卵数的FecB 基因、FecX基因和母体印记基因FecX2的表型特征、基因定位及其候选基因的研究作一综述     

整联蛋白及其信号转导途径对骨骼肌生长发育的调控

整联蛋白广泛存在于真核细胞的细胞膜表面,是一类α、β异源二聚体膜受体蛋白,可使细胞黏附于胞外基质并介导来自基质的机械信号和化学信号,并通过细胞膜的双向信号转导作用来调节细胞分化、迁移、免疫、黏附等生物学功能.本文总结了整联蛋白信号途径的功能特点和活化特点,重点阐述了整联蛋白及其介导的信号转导途径对骨骼肌生长发育的调控.     

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。     

4个绵羊品种Leptin基因部分片段的SNPs多态性与生长发育性状的相关性分析

利用PCR-SSCP技术对萨福克、陶赛特、得克塞尔及滩羊4个绵羊品种358个个体Leptin基因等2、3外显子进行多态性分析,共检测到7个SNPs,其中新发现5个SNPs。测序结果表明,在外显子2上无突变。内含子2上存在A99G、G115A、C150T、C171T位点。外显子3上,存在G271A;C316A;G387T位点。外显子3上的SNPs使编码的氨基酸发生变化。统计分析表明A99G、C150T和A99G＋C150T位点与生长发育性状存在相关性。在A99G位点,Aa基因型初生质量、日增质量、体高、胸围和尻宽指标上均高于AA基因型,初生质量、日增质量和体高指标差异显著（P〈0．05）,胸围和尻宽指标差异极显著（P〈0．01）。C150T和A99G＋C150T位点结果一致,突变基因型日增重、体高、体长、胸围和尻宽指标均高于野生基因型,差异显著（P〈0．05）。     

circRNA对动物骨骼肌发育调控的研究进展

circRNA是一类反向剪接后,由3’末端和5’末端共价结合形成的环状非编码RNA,其广泛存在于多种生物细胞中,具有结构稳定、序列保守及细胞或组织特异性表达等特征。在真核生物中,编码蛋白质的RNA只占基因组的20%以下,其余为非编码RNA。ncRNA调控着生理发育过程中各种水平的基因表达,具有重要的生物学功能。本文综述了circRNA的来源和作用机制,circRNAs对动物骨骼肌细胞增殖分化的最新研究进展。     

中国美利奴羊胚胎骨骼肌发育的加权基因共表达网络分析

旨在对绵羊胚胎骨骼肌lncRNAs（long non-coding RNA）进行鉴定分析,以阐明其在肌纤维类型转换与肌纤维增粗过程中的调控机制。本研究选取体重相近的成年中国美利奴母羊进行同期发情和人工授精,通过全转录组测序技术对其妊娠第85（D85N）、105（D105N）和135天（D135N）的胎儿背最长肌组织进行测序,设置D85N vs D105N、D105N vs D135N和D85N vs D135N 3个比较组,通过比较筛选出显著差异表达的lncRNA与mRNA。利用加权基因共表达网络分析（weighted gene co-expression network analysis,WGCNA）方法构建共表达模块,使用DAVID在线工具和R-package进行GO和KEGG富集分析以找到与肌肉发育相关的模块。最后从目标模块中筛选出高连通度的lncRNAs和mRNAs,通过它们与miRNAs间的靶向预测关系建立lncRNA-miRNA-mRNA共表达网络。根据WGCNA分析结果,共得到25个模块。功能富集显示,模块中的核心基因主要富集于细胞粘附、Wnt、紧密连接、mTOR、AMPK及ECM-受体相互作用等肌肉发育相关的信号通路,选出模块中连通度高的lncRNAs和mRNAs构建子网络,得到TNNI2、PIP5K1A、PDK4等关键相关基因,预测出MSTRG.3903、MSTRG.10154、MSTRG.1629、MSTRG.10496、MSTRG.9559、MSTRG.10178、MSTRG.10521、MSTRG.3911、MSTRG.4586、MSTRG.7232等10个与肌肉发育、肌肉疾病、细胞增殖相关的lncRNAs。本研究成功构建了肌纤维发育相关的lncRNA-miRNA-mRNA共表达网络,找到多个与妊娠后期胚胎骨骼肌发育相关的潜在候选基因,为深入研究lncRNA在中国美利奴羊胚胎发育过程中骨骼肌的发育调控机制奠定了基础,也为其他家畜骨骼肌发育机制的研究提供了参考和方向。     

非编码RNA与骨骼肌发育研究进展

骨骼肌作为脊椎动物机体的重要组织,其胚胎期发育起始于生皮肌节的肌源性祖细胞增殖、分化成的成肌细胞,进一步发育形成肌管,最终形成肌纤维。整个发育过程受到复杂严密的调控,任何调控异常都可能影响骨骼肌正常的发育过程。近年来研究表明,除了生肌调控因子、肌细胞增强因子、配对盒因子外,非编码RNA包括微小RNA（microRNA,miRNA）、长链非编码RNA（long noncoding RNA,lncRNA）和环形RNA（circular RNA,circRNA）都可作为重要的调节因子广泛参与调控骨骼肌发育过程。其中miRNA主要作用于靶mRNA,通过诱发靶mRNA的去稳定性和/或抑制翻译,在转录后水平调控相关基因表达;lncRNA长度较长,具有高级结构,可以在转录前和转录后水平,通过多种作用方式调控相关基因表达;circRNA主要作为miRNA "海绵",竞争性结合miRNA,进而参与骨骼肌发育调控网络。作者将从骨骼肌发育、miRNA作用机制、miRNA与骨骼肌发育、lncRNA作用机制、lncRNA与骨骼肌发育、circRNA作用机制、circRNA与骨骼肌发育7个方面进行综述,以期为研究非编码RNA调控骨骼肌发育提供参考。     

动物肌肉生长发育调控的功能基因研究进展

成肌细胞的增殖和分化是受生肌决定因子 (MyoD)调控 ,生肌决定因子包括 4个基因 ,MyoDl(myf3)、Myogenin(MyoG)、Myf5、Myf 6 (herculin或MRF4 )。MyoD家族基因属于碱性螺旋 环 螺旋 (bHLH)转录因子 ,它能激活肌肉生成的特定基因。肌细胞生长抑制素 (MSTN ,Myostatin ,又称GDF 8) ,属于转化生长因子超家族 ,它通过负向控制肌细胞的生长发育 ,GDF 8基因缺失的小鼠表现出比正常小鼠具有“双肌现象”。     

Isolation,Culture,Identification and Myogenic Differentiation of Skeletal Muscle Satellite Cells in Duolang Sheep

To mimic muscle development of Duolang sheep in vitro,we employed a two-step digestion method to separate satellite cells（SCs）and a differential adhesion method to purify the cells in Duolang sheep.Moreover,observation of microscopic images and immunofluorescence were used for identifying Duolang sheep SCs and its myogenic differentiation.Using immunofluorescence for Desmin,Pax7 and MyoD1 genes,we demonstrated that these marker genes all expressed in the SCs.The SCs formed significant myotubes when the serum was withdrawal from growth media,confirmed by the immunofluorescence for MHC and microscopic images.Taken together,we ssuccessfully isolated SCs and established the myogenic differentiation of SCs.     

多浪绵羊骨骼肌卫星细胞的分离培养、鉴定及成肌诱导分化

为了在体外细胞水平模拟多浪绵羊肌肉生长发育过程,本研究以多浪绵羊为试验动物,采用胶原酶和胰酶两步酶消化法分离多浪绵羊骨骼肌卫星细胞（satellite cells,SCs）,并利用差速贴壁的方法纯化分离得到的SCs。利用免疫荧光技术检测SCs标记基因Desmin、Pax7和MyoD1的表达情况,鉴定分离得到的SCs。采用血清撤离的方法诱导SCs向成肌方向分化。通过显微镜观察和成肌分化标记基因肌球蛋白重链（myosin heavy chain,MHC）的免疫荧光,检测肌管的形成情况。通过对SCs标记基因Desmin、Pax7和MyoD1的免疫荧光鉴定,确认本研究成功分离得到多浪绵羊SCs。采用血清撤离的方法诱导SCs成肌分化,显微镜观察和MHC免疫荧光可以明显观察和检测到肌管的形成。本研究对多浪绵羊SCs成功地进行了分离和鉴定,并建立了体外培养条件下多浪绵羊SCs的成肌诱导分化。     

绵羊骨骼肌卫星细胞分离培养、鉴定与成肌诱导分化

试验旨在分离绵羊骨骼肌卫星细胞（skeletal muscle satellite cells，SMSCs），建立绵羊SMSCs体外分离、培养及鉴定体系，为后续研究提供种子细胞。以新生健康绵羊为试验动物，采用胶原酶Ⅳ和胰酶两步酶消化法和差速贴壁法分离并纯化SMSCs。用RT-PCR和免疫荧光法鉴定SMSCs标记基因配对盒基因7（paired box 7，Pax7）、结蛋白（Desmin）和生肌调节因子1（myogenic regulatory factors 1，MyoD1）的表达情况；用血清撤离法诱导SMSCs向成肌细胞方向分化，成肌诱导后观察肌管的形成，免疫荧光法检测成肌分化特异性标志肌球蛋白重链（myosin heavy chain，MHC）的表达。RT-PCR结果显示，扩增条带与预期相符，所分离细胞表达SMSCs标记基因Pax7、Desmin和MyoD1；免疫荧光鉴定结果显示，所分离细胞表达SMSCs标记蛋白Pax7、Desmin和MyoD1；成肌诱导后镜下可见细胞相互融合形成多核的肌管，并表达成肌特异性标志MHC。本试验分离了绵羊SMSCs，建立了适用于绵羊SMSCs的体外培养体系，并成功进行了成肌诱导分化，为今后研究绵羊骨骼肌生长发育机制提供了试验材料和技术支撑。