MyoD介导肌肉特异性基因染色质重塑激活与成肌分化控制

骨骼肌纤维的数目由出生前肌源细胞的成肌分化进程所决定,直接影响家畜的生长潜能和肉质.MyoD依赖的肌肉特异性基因的染色质重塑激活是控制成肌分化的重要方式,其作用模式已有一些报道.PI3K/Akt和p38信号也参与了这一过程的调控.对这一研究进展进行了综述.     

山羊骨骼肌卫星细胞系分离、培养及其成肌诱导分化研究

采用外科手术方法从山羊四肢肌肉或背最长肌获取3mm×3mm肌肉束,置于1mg.mL-1 IV胶原酶中,室温消化30min,分散肌丝,在体视显微镜下分离肌丝;再用0.25%胰酶-EDTA于37℃下消化10min,以释放出骨骼肌卫星细胞(SSC)和其他细胞。连续5代在增殖培养体系(80%DMEM/F12+10%胎牛血清+10%马血清)中采用差速贴壁方法,收集接种后20min的贴壁细胞,对纯化的SSC采用免疫荧光方法检测SSC特异标志蛋白Pax-7,结果表明:(92.5±3.4)%细胞表达Pax-7,(93.0±1.8)%细胞表达MyoD,说明90%以上细胞为SSC。将纯化的SSC细胞分别在诱导培养体系Ⅰ(93%DMEM/F12+1%胎牛血清+1%马血清+1%non-AA)和II(99%Opti-MEM+1%non-AA)中进行诱导培养,通过细胞形态学观察和成肌细胞早期标志蛋白Desmin、MyHC免疫荧光检测诱导效果,结果表明:采用体系Ⅱ能在各种细胞密度(大于1×105个.cm-2)下诱导山羊SSC向成肌方向分化,而采用体系Ⅰ(低血清培养基)且仅当能诱导高密度山羊SSC向成肌方向分化。采用改进的SSC分离方法能够获得较高纯度的卫星细胞,比较诱导体系Ⅰ、Ⅱ认为,诱导培养体系Ⅱ适合于山羊SSC成肌诱导分化,为进一步研究SSC成肌分化机制提供素材。     

山羊胎儿肌肉干细胞的分离培养与成肌诱导分化

【目的】通过体外建立安淮山羊胎儿肌肉干细胞分离培养及成肌诱导分化的方法,为进一步研究调控山羊肌肉干细胞增殖与分化的分子机制提供实验材料。【方法】本试验选取山羊胎儿背最长肌肌肉组织,用眼科剪剪成肉糜后,用0.1%的Ⅰ型胶原酶消化40 min,然后利用0.25%的胰酶消化15 min。分离得到的细胞用生长培养基（20%FBS+80%DMEM/F12+青链霉素）培养于37℃、5% CO2培养箱内。培养2h后采用差速贴壁技术对细胞进行纯化,又2h后,重复纯化一次。待细胞生长至70%左右密度时可进行传代培养。每次传代培养均采用差速贴壁30min的方法进一步纯化肌肉干细胞,共纯化至第6代。利用免疫荧光技术检测第6代细胞中肌肉干细胞标记基因Pax7、MyoD1的蛋白表达情况,从而对分离得到的细胞进行鉴定。当肌肉干细胞生长至70%左右密度时,将生长培养基更换为分化培养基（2%FBS+98%DMEM/F12+青链霉素）,诱导细胞向成肌方向分化并观察细胞的形态学变化。细胞诱导分化1d后,采用免疫荧光技术检测肌肉干细胞的分化标记基因Myog的蛋白表达情况。另外,分别提取诱导0、1、3、5、7d后的细胞的总RNA,通过反转录试剂盒反转成cDNA后,利用qPCR测定MyoD1和Myog的相对表达量。【结果】 分离得到的细胞呈贴壁生长,其形态趋于稳定后主要呈长梭形或纺锤形。免疫荧光技术检测的第6代细胞中Pax7和MyoD1蛋白均为阳性表达。采用分化培养基诱导细胞分化后,在显微镜下可观察到随着诱导天数的增加,细胞开始分化、相互融合成肌管且具有一定的方向性。免疫荧光检测结果表明Myog蛋白呈明显的阳性表达。另外,qPCR结果显示,标志基因MyoD1和Myog均有表达,且MyoD1的相对表达量在分化的第1天相比于0天显著升高并维持到第3天,第5、7天开始显著下降但仍显著高于增殖期。Myog在分化不同天数的细胞中的相对表达量具有类似的趋向。【结论】分离得到了纯度较高的安淮山羊胎儿肌肉干细胞,且诱导后展现出较好的成肌潜力。研究结果可为进一步开展肌肉干细胞成肌分化的分子机制研究提供材料来源。     

绵羊成肌细胞的纯化、培养、鉴定及其成肌诱导分化研究

为建立绵羊成肌细胞体外纯化、培养和鉴定的方法以及对成肌细胞进行成肌诱导分化的初步研究,本试验以绵羊胎儿为材料,采用胶原蛋白酶ⅠA消化分离成肌细胞,分别用Percoll分离液梯度离心和2次差速贴壁法纯化成肌细胞,采用免疫荧光方法检测成肌细胞的特异性标志蛋白Desmin以及RT-PCR鉴定成肌细胞的定型因子Myf5和MyoD1。细胞传至第二代后用CCK-8试剂盒检测细胞生长曲线。利用含2%马血清的培养基进行分化诱导并进行MYH1(Myosin heavy chain 1肌球蛋白重链1)免疫荧光染色。结果显示,梯度离心和差速贴壁法均可获得较高纯度的成肌细胞,纯度均在92%以上。RT-PCR结果显示细胞高表达Myf5和MyoD1。细胞符合正常生长规律,生长曲线近似S形。对成肌细胞进行诱导分化,大部分细胞融合为肌管,成肌特异性标志MYH1表达呈阳性。本研究获得了绵羊成肌细胞分离纯化培养及鉴定的方法、高纯度的绵羊成肌细胞系,为以后利用成肌细胞研究肌肉发育调控机理提供了材料。     

猪MyoD1基因多态性与肉质性状的相关分析

MyoD基因家族能促使肌肉转化,影响着肉质品质.为了研究MyoD1与肉质性状间的关系,采用PCR-SSCP技术分析杜长大三元杂交猪MyoD1基因第1外显子的单核苷酸多态性.为了将第1外显子(长630 bp)全部扩出,故将第1对引物设在MyoD1基因的5'UTR上.结果显示:MyoD1基因5'UTR的119 bp处发现G＞A的突变,第1外显子387 bp处发现C＞T突变,经检测这2个突变均为AA和AB基因型,2个变异位点在群体中都是AA型为优势基因型,且都处于Hardy Weinberg平衡状态.在5'UTR上的突变对猪肌肉的肌内脂肪和pH的影响差异显著(P＜0.05),而在第1外显子上突变对本试验所研究的肉质性状影响均不显著(P＞0.05).     

鸭胚骨骼肌成肌细胞中MyoD1和Myf5基因的表达与分析

以高邮鸭和金定鸭为研究对象,采用实时荧光定量PCR方法测定生肌调节因子MyoD1和Myf5基因在不同发育阶段鸭胚（13、15、17、19、21和23胚龄）骨骼肌成肌细胞中的表达水平,分析MyoD1和尬庐基因在鸭胚胎期骨骼肌成肌细胞中的表达模式和差异．结果表明,Myf5和MyoD1基因在胸腿肌成肌细胞中呈现不同的表达规律：胸肌成肌细胞中,Myf5基因的表达呈“低→高→低→较高”的趋势,类似反“-”形;MyoD1基因的表达呈“低-高-低”的趋势,在金定鸭17胚龄时达到高峰后迅速下降（P〈0．01）,并维持在低水平,类似“∧”形,而在高邮鸭17胚龄时达到高峰后维持高水平至19胚龄（P〉0．05）,再下降并维持在低水平（P〈0．05）,类似“∩”形．腿肌成肌细胞中,岣筘基因的表达呈“低-高-低”的趋势,类似“∧”形;MyoD1基因的表达呈“较高→低→高→低”的趋势,类似“－”形．结果提示：Myf5和MyoD1基因在骨骼肌成肌细胞中的表达具有时间和品种依赖性;两基因在两品种鸭胸腿肌中均在17胚龄时达到高峰,表明17胚龄可能是成肌细胞分化和增殖的一个重要时期．     

暗纹东方鲀MyoD基因的克隆及生物信息学分析

提取暗纹东方鲀肌肉的总RNA,采用RT-PCR的方法来克隆暗纹东方鲀MyoD基因的cDNA序列,并通过生物信息学分析,对该基因所编码蛋白的理化性质、亲疏水性、亚细胞定位以及蛋白质结构等进行初步的分析和预测.结果显示,该基因编码区全长为846 bp,共编码了281个氨基酸,编码蛋白为亲水性非跨膜类蛋白,无信号肽结构,其亚细胞定位于细胞核中.系统进化树分析结果表明其与红鳍东方鲀同源性最高,亲缘关系最近.     

体外培养山羊成纤维细胞系方法的建立

用山羊组织块和0.25%的胰蛋白酶消化培养法获得正常传代细胞,对于出现的上皮样细胞和成纤维样细胞混合生长的问题,则根据两者贴壁紧实程度不同,用0.05%的胰酶-EDTA进行不同时间的消化,将其分离纯化。纯化的成纤维体细胞经数次传代培养后,进行冷冻解冻检验表明仍具有正常的传代能力。各代体细胞的核型分析表明,在体外培养至20~30代成纤维细胞的细胞形态(为梭形细胞,高度汇合后呈火焰状)、细胞周期以及核型均为正常,符合体细胞克隆转基因的基本要求。     

猪MyoD1基因的多态性检测及与肉质性状的关联分析

采用PCR-RFLP方法对通城、大白和长白3个纯种及长大通和大长通2个三元杂种共5个群体MyoD1基因第1内含子的多态性进行了研究,并对多态位点与生长、胴体和肉质性状进行了关联分析。结果发现第1内含子第257位存在1个A/C颠换,引起DdeⅠ酶切位点的改变。PCR产物经DdeⅠ酶切后,检测到2个等位基因,3种基因型,其中通城猪中C等位基因的分布占主要优势,大白、长白猪中2种等位基因的分布频率相近。关联分析结果表明,不同的基因型与肉色评分和失水率相关(P0.05或P0.01);CC基因型个体的肉色评分显著高于AA和AC基因型个体;而CC基因型个体的失水率极显著低于AA基因型个体。研究结果进一步证明MyoD1基因是一个重要的肉质性状候选基因,第1内含子第257位被DdeⅠ限制性内切酶识别的多态位点为猪肉质性状的标记辅助选择提供分子标记,CC基因型猪具有优良的肉质。     

奶山羊胎儿成纤维细胞系的建立及其生物学特性分析

试验分别采用组织块贴壁法和消化分离法对奶山羊胎儿成纤维细胞进行体外培养,通过原代培养、细胞传代、冷冻保存等成功建立了奶山羊胎儿成纤维细胞系,并对该细胞系进行了形态学观察、生长动力学分析、细胞活力测定、核型分析和微生物检测等多种生物学特性分析.结果表明:成纤维细胞原代培养采用贴块培养时所需时间较长,消化培养有较多死细胞;传代细胞生长情况良好,群体倍增时间(PDT)约为40.4h;生长总体趋势呈"S"型;冻存后活力为92.3%,生长状况与冻存前一致;细胞染色体中二倍体(2 n=60)占主体;细菌、真菌和支原体检测结果均为阴性,细胞系的各项指标均达到ATCC细胞系鉴定标准.     

关中奶山羊Prm1基因的克隆及真核表达

【目的】研究雄性奶山羊Prm1基因的表达规律并克隆该基因,为奶山羊精子发生过程的研究提供分子基础。【方法】利用PCR技术从关中奶山羊睾丸组织中扩增出Prm1基因的全CDS序列,对其进行同源性比较和进化比较。同时用PCR、western blotting及免疫组化技术检测Prm1在不同年龄雄性关中奶山羊睾丸中的表达。将克隆出的奶山羊Prm1基因与pIRES-GFP载体连接构建重组真核表达载体,转染GC1细胞和人的脐带基质细胞检测Prm1基因的超表达情况。【结果】Prm1基因在成年奶山羊睾丸组织中的表达量很高,且只定位于精子头部,在其它时期的睾丸组织中基本不表达。同时扩增得到了关中奶山羊Prm1 基因CDS序列,与其它物种比对,发现其与许多物种具有较高的同源性,与牛的同源性高达97.4%,最后在GC1细胞和人的脐带基质细胞中进行了超表达。【结论】得到了关中奶山羊Prm1基因的表达规律及完整的CDS序列。     

IGF -1在不同鸡与鹌鹑杂交禽胚胎肌肉发育过程中的表达规律与差异

[目的]研究IGF -1基因在蛋用型种鸡(♂)×鹌鹑(♀)和肉用型种鸡(♂)×鹌鹑(♀)两种不同杂交禽胚胎肌肉发育过程中的表达规律,比较该基因在两种不同杂交禽中的差异表达,探讨IGF -1基因在肌肉发育网络调控中的作用.[方法]通过人工受精的方法,蛋用型种鸡(♂)×鹌鹑(♀)获得蛋杂交禽蛋、肉用型种鸡(♂)×鹌鹑(♀)获得肉杂交禽蛋,与鸡蛋、鹌鹑蛋按照鸡标准孵化条件同批入孵,采集第7～17 d活胚胸肌组织,应用实时荧光定量PCR技术检测IGF -1基因在四个物种中每个时间点mRNA的相对表达量.[结果]IGF -1基因在胚胎肌肉发育的第7～17 d均有表达,在第10 d达到第一次峰值,鸡和鹌鹑在第16 d达到第二次峰值,蛋杂交禽和肉杂交禽在第15 d达到峰值.[结论]IGF -1可能在胚胎肌肉的生长发育过程中起调控作用;IGF -1 mRNA表达规律与成肌细胞增殖和肌管融合规律一致,可能参与调控成肌细胞的增殖和肌管的融合.     

长丝裂腹鱼MyoD1基因的克隆及序列分析

[目的]克隆长丝裂腹鱼的MyoD1基因,并对其进行序列分析。[方法]根据鲤鱼(Cyprinus carpio)的MyoD1基因序列设计引物,采用RT-PCR方法对长丝裂腹鱼MyoD1的全长cDNA序列进行扩增,并对该基因编码氨基酸的理化性质及同源性进行预测和分析。[结果]试验获得了包括完整ORF的长丝裂腹鱼MyoD1基因,该序列长957 bp,编码274个氨基酸,具有MRFs家族基因的典型性碱性bHLH结构;该MyoD1序列与齐口裂腹鱼、鲤鱼、斑马鱼和虹鳟等的MyoD1序列同源性较高,与人、猪、牛等哺乳动物的同源性较低。[结论]该研究为长丝裂腹鱼的肌肉发育和肉质特性形成的分子机制研究提供了基础数据,同时为青藏高原冷水鱼资源的利用与保护提供了指导意义。     

泛素结合酶UFC1基因的荧光表达载体构建

利用pEGFP-C3作为载体,构建与绿色荧光蛋白基因相连的泛素结合酶UFC1(ubiquitin-fold modifier conjugating enzyme 1)序列的真核表达质粒,观察其在真核细胞中的表达和定位,为进一步研究UFC1基因功能打下了基础。采用RT-PCR方法从宫颈癌Hela细胞中扩增UFC1基因全长cDNA,双酶切后克隆到真核表达载体pEGFP-C3中,构建并鉴定pEGFP-C3-UFC1质粒。经脂质体介导转染Hela细胞后,在荧光显微镜下观察目的蛋白在真核细胞内的表达情况。双酶切鉴定和测序分析均证实,已成功构建pEGFP-C3-UFC1重组载体。重组载体转染Hela细胞,观察到绿色荧光蛋白表达,还可见绿色荧光呈点状分布于细胞质中;而对照pEGFP-C3质粒转染Hela细胞,绿色荧光蛋白则呈弥散状分布。成功克隆了UFC1基因,构建了pEGFP-C3-UFC1重组质粒。     

原核表达获得Tizip1蛋白

将谷子中的Tizip1基因克隆到原核表达载体pEX-2T中，并使此克隆表达载体在BL21（DE3）宿主菌中表达；用IPTG诱导Tizip1蛋白的表达．结果表明：在30℃利用1mM的IPTG诱导5h可以获得高效的表达产物．     

利用SRY基因鉴定山羊胎儿成纤维细胞的性别

根据GenBank中已发表的山羊SRY基因和β-乳球蛋白基因序列设计2对PCR引物,对来自3个1月龄山羊胎儿成纤维细胞的基因组DNA进行PCR扩增,分别以公羊、母羊的基因组DNA为阳性和阴性对照,同时对PCR产物进行序列测定和同源性分析。结果表明,阳性对照和GFF1细胞系有2条扩增带,阴性对照、GFF2和GFF3细胞系只有1条扩增带;序列测定结果表明,PCR扩增产物为SRY基因,利用该方法准确鉴定出1个雄性细胞系和2个雌性细胞系。     

草鱼MyoD cDNA的克隆和序列分析

 用RACE技术从受精后约22 h的草鱼胚胎总RNA中扩增获得了草鱼MyoD基因的全序列,并对其序列进行了分析。结果表明，草鱼MyoD基因全长cDNA为1 597 bp,其中开放阅读框为825 bp，共编码275个氨基酸，结构分析表明该肽链第1～84个氨基酸为草鱼MyoD基因的Basic区,第98～142个氨基酸为草鱼MyoD基因的HLH结构域，该序列所编码的肽链没有信号肽；通过对比分析已知的GeneBank中其它脊椎动物MyoD基因发现，该基因编码的氨基酸肽链随动物由低等向高等进化有加长的趋势,且核苷酸以及推测的氨基酸同源性和动物之间的亲缘关系相一致；草鱼MyoD基因的克隆为研究家鱼的肌肉发育调控的机理以及肉质改良奠定了基础。     

人pot1基因cDNA的克隆及其在HeLa细胞中的表达

目的：克隆人端粒保护蛋白（human proteetlon of telomeres 1.pot1）基因cDNA全编码区,构建成真核表达质粒并实现在HeLa细胞中的表达。方法：RT-PCR法扩增出HeLa细胞hpot1基因cDNA编码区全序列,定向克隆至真核表达载体pcDNA3,阳性重组质粒经插入片段测序验证;重组的pcDNA3-hpot1质粒瞬时转染HeLa细胞,RT-PCR和EMSA法（电泳迁移率改变分析）检测hpot1基因的表达水平。结果：来自Hela细胞的hpot1基因cDNA编码区全序列构建成的真核表达质粒pcDNA3-hpot1,经测序分析序列和ORF正确;该重组质粒转染在HeLa细胞48h后,hpot1基因表达水平增高。结论：真核表达载体pcDNA3-hpot1构建成功,并实现了hpot1在Hela细胞中的表达。