同源异型盒基因的研究现状

Homeobox基因又名同源异型盒基因,它在整个动物王国的轴模式发育中起着核心作用.笔者综述了同源异型盒基因的功能、国内外研究进展及未来发展前景.     

牛IRX3基因启动子转录调控分析

旨在探究牛IRX3基因组织表达规律,并鉴定其启动子区关键转录因子,以期阐明其转录调控机制。本研究采集3头成年公牛心、肝、脾、肺、肾、皮下脂肪、背最长肌、大肠、小肠、网胃、瘤胃、皱胃及睾丸组织,利用荧光定量PCR检测IRX3基因在不同组织中相对表达量。同时克隆牛IRX3基因1.8 kb启动子区序列并构建其启动子6个不同缺失片段的双荧光素酶报告载体,分别转染3T3-L1和C2C12细胞系。进一步利用在线软件预测核心启动子区关键转录因子,借助定点突变及siRNA干扰技术在3T3-L1细胞系内初步鉴定关键转录因子对IRX3基因的转录调控作用。结果表明,IRX3基因在牛13个不同组织中均有表达,且在肺、肾、心、皮下脂肪、背最长肌中高表达(P0.05)。利用双荧光素酶报告载体检测到牛IRX3基因核心区域在-372/-42 bp。结合定点突变及siRNA干扰技术初步鉴定NRF1、KLF4、HOXA5和CREB1转录因子对IRX3基因的转录活性有重要的调控作用。综上表明,牛IRX3基因在背最长肌和脂肪组织中表达量相对较高,其启动子1.8 kb区有8个CpG岛,核心区关键转录因子NRF1、KLF4、HOXA5和CREB1位于CpG岛内且调控IRX3基因转录活性。本研究结果为探究IRX3基因在牛脂肪沉积过程中的分子调控机制奠定了重要理论基础。     

猪骨骼肌发育过程中免疫相关基因的表达分析

为探究猪骨骼肌发育过程中免疫相关基因的表达模式以及相关生物学功能,本研究根据蓝塘猪和长白猪骨骼肌10个发育时期的转录组数据,对各时期免疫相关基因的表达数目和表达量进行分析,鉴定了相邻发育时期之间以及同一时期品种间差异表达的免疫相关基因,并对后者进行功能注释分析。结果表明:在蓝塘猪与长白猪骨骼肌发育过程中存在1 129个表达的免疫相关基因;胚胎期35 d和49 d、胚胎期91 d和生后期2d这2组相邻时期之间的差异表达免疫相关基因数目最多;品种间差异表达免疫相关基因数目则在胚胎期49d以及生后期180d最多,且趋向于在蓝塘猪上调表达,并富集在NIK/NF-κB信号传导、细胞凋亡的负调控等生物学过程中。本研究表明免疫相关基因在猪骨骼肌发育过程中存在表达,长白猪与蓝塘猪骨骼肌生长发育差异可能与NF-κB介导的细胞凋亡有关。     

MicroRNA与骨骼肌发育研究进展

MicroRNA(miRNA)是内源性小单链非编码RNA(约22 nt),主要通过与靶基因mRNA 3'UTR结合使mRNA降解或阻断mRNA翻译,从而调节基因表达。miRNA通过靶向骨骼肌发育各个时期的关键因子从而参与骨骼肌的发育并发挥重要调控作用。本文对miRNA的形成机制及骨骼肌发育过程中miRNA检测手段、靶基因的鉴定、肌肉发育的调控作用等进行简单综述,为深入解析miRNA与骨骼肌的发育提供参考。     

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。     

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。     

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。     

同源异型框基因Prrx功能的研究进展

同源异型框（homeobox,HoX）基因是具有较高遗传等级并能控制细胞分化和形态发育的重要基因。同源异型框基因主要在胚胎时期高度表达,对胚胎的发育、分化及对肢体结构和器官发育有重要影响。同源异型框基因Prrx主要包括3种,分别是Prrx1、Prrx2和Prrx3。Prrx基因家族在人和鼠的腭裂、颌骨、四肢、胫腓骨的组织发育中有重要作用,并与大脑、脊髓、神经、心脏等器官的发育密切相关。其中Prrx1和Prrx2基因主要参与胚胎中骨骼和心血管系统的发育,如四肢、颅面、软骨和动脉管。Prrx3基因主要参与胚胎中骨、软骨、大脑、脊髓等的发育。文章针对Prrx基因的功能进行概述,以期为这些基因功能的研究及相关疾病的防控提供一定的参考。     

Hoxc13在哺乳动物毛囊发育调控中的研究进展

同源盒C13(Hoxc13)基因与毛囊发育和毛发性状的形成密切相关.在哺乳动物毛囊的周期性发育过程中,Hoxc13通过调控角蛋白关联蛋白(KAP)基因等来控制毛囊在生长期、退行期和休止期之间转换,进而直接控制毛发性状的形成和改变,对皮毛动物产业发展具有重要的经济意义.本文围绕Hoxc13的结构特点、生物学功能以及作用机...     

FGF21基因重要生理学功能及潜在育种价值研究进展

成纤维细胞生长因子21(Fibroblast Growth Factor 21,FGF21)是成纤维细胞生长因子家族成员之一,是一种非典型的成纤维细胞生长因子,主要作为内分泌激素发挥作用。FGF21作为一种能量稳态和代谢调控因子,在动物机体内发挥着调节糖脂代谢、促进骨骼肌发育、改善动物繁殖性状等重要生理学功能。近年来大量研究证实,FGF21广泛参与骨骼肌生长发育过程,影响畜禽肌肉的产量和质量,因此有必要深入研究FGF21基因作用的分子机制。本文主要从FGF家族基因组成、FGF21分子生物学特征、FGF21重要生理学功能等方面进行综述,为后续研究FGF21功能以及应用于畜牧生产、加强畜禽遗传资源保护等各方面提供理论基础。     

基因间长链非编码RNA在骨骼肌发育中的研究进展

骨骼肌是肉用动物机体最重要的组成部分,维持机体运动并为人类提供生活必需的肉产品,骨骼肌生长发育过程中调控机制的不同会引起肌肉产量和肉品质的差异。基因间长链非编码RNA (long intergenic noncoding RNA,lincRNA)是一类位于基因间区,具有较低蛋白编码潜能的长度大于200 nt的RNA。lincRNA的表达具有时空特异性和组织特异性,在表观遗传调控、转录调控以及转录后调控等多个方面发挥生物学功能。近年来,高通量RNA-seq技术的迅猛发展已经鉴定出了许多与骨骼肌发育相关的lincRNAs,人和小鼠等模式生物研究表明,lincRNA参与调控骨骼肌生长发育、肌细胞的生长增殖、迁移、分化和凋亡等各个环节。本文综述了lincRNA的进化保守性、与mRNAs相比lincRNA的特征、lincRNA在骨骼肌发育中的调控机制及其在畜禽中的研究进展。     

非编码RNA对猪骨骼肌发育的影响

骨骼肌发育与猪肉产量和品质密切相关，且受到各种因素的影响。近年来，非编码RNA （non-coding RNA，ncRNA）对骨骼肌发育的影响已成为新的研究热点之一。ncRNA主要包括微小RNA （microRNA，miRNA）、长链非编码RNA （long non-coding RNA，lncRNA）和环状RNA （circular RNA，circRNA），是一类不具有编码蛋白功能的RNA，最初被认为只是在转录或转录后水平调控基因的表达，但随着研究的深入，越来越多的ncRNA被证实参与骨骼肌细胞增殖、分化与凋亡等生物过程，其中miRNA可通过与靶基因互补序列结合发挥功能；lncRNA与circRNA主要作为分子海绵竞争性结合miRNA，解除其对靶基因的抑制作用。作者主要从ncRNA介绍及miRNA、lncRNA和circRNA对猪骨骼肌发育的影响等进行综述，并就ncRNA对猪骨骼肌生长发育的研究进行了展望。     

猪骨骼肌卫星细胞体外分离培养研究进展

猪骨骼肌是动物机体重要的运动组织及人类主要的肉食来源,也是研究肌肉生长发育和疾病的良好模型。猪出生后,骨骼肌的生长发育、损伤修复都需要肌卫星细胞的参与,体外分离培养猪骨骼肌卫星细胞是深入研究骨骼肌生长发育及疾病发生机理的基础,是在细胞水平进行分子功能验证的前提。随着肌肉发育和病理分子机制研究的不断深入,猪骨骼肌卫星细胞的体外分离培养技术也迅速发展起来。背最长肌、后腿肌和半腱肌常用于分离骨骼肌卫星细胞,1日龄猪背最长肌的分离效果最好。常用于分离骨骼肌卫星细胞的酶包括链酶蛋白酶、胶原酶、胰蛋白酶、胶原蛋白酶等,各酶及酶联合消化的时间不同,最优的过滤方式是200目+400目联合过滤,3次离心法可获得纯度较高的细胞。常使用的培养基为DMEM/F12+10%胎牛血清(FBS)+1%青-链霉素(P/S)。骨骼肌肌卫星细胞常见标记物有配对盒基因3(PAX3)、PAX7、生肌决定因子5(Myf5)、Myf4、肌分化因子(MyoD)、肌细胞生成素(MyoG)等。作者通过对猪骨骼肌肌卫星细胞的分离、培养及鉴定等方面进行综述,梳理出各步骤中最佳参数,为建立规范猪骨骼肌卫星细胞分离程序提供参考,以期为肌肉发育和疾病研究提供理论及技术支持。     

Wnt信号调控骨骼肌生长、发育与再生的机制北大核心CSCD

Wnt信号是一个复杂的蛋白质作用网络,参与调控机体生长、发育、再生等多个生物学过程。骨骼肌是一种动态多样化组织,是动物体维持正常生长、发育必不可少的组成部分,其生长、发育与再生过程受多重因素调控。Wnt信号作为其中一种调控因素,主要通过诱导胚胎期骨骼肌的发生以及激活骨骼肌卫星细胞来调控骨骼肌的生长、发育与再生。近些年来,Wnt信号在骨骼肌生长发育过程中的作用及机制已引起人们的广泛关注,本文系统综述了Wnt信号在骨骼肌发育、自我更新以及肌纤维形成中的作用,旨在为畜牧业生产以及肌肉疾病的治疗提供理论依据。     

胰岛素样生长因子1的研究进展

胰岛素样生长因子1（IGF一1）是生长激素发挥促生长作用的重要调节因子,具有调控细胞凋亡、影响蛋白质的合成、调节骨骼肌生长和修复、保护神经系统等生物学功能。本文主要从IGF1基因的结构、生物学功能、作用机制以及发育性变化等方面做一详细综述。     

HOX基因及其研究现状

Hox基因（Homeotic Complex Gene）,又称同源异型盒基因,是一类专门调控生物形体发育的基因,属于管家基因,主要是调控有关于细胞分裂、体轴、肢体和神经系统等部位的发育。一旦HOX基因发生突变,就会使身体的一部分变形,甚至致死。     

Wnt信号调控骨骼肌生长、发育与再生的机制

Wnt信号是一个复杂的蛋白质作用网络,参与调控机体生长、发育、再生等多个生物学过程。骨骼肌是一种动态多样化组织,是动物体维持正常生长、发育必不可少的组成部分,其生长、发育与再生过程受多重因素调控。Wnt信号作为其中一种调控因素,主要通过诱导胚胎期骨骼肌的发生以及激活骨骼肌卫星细胞来调控骨骼肌的生长、发育与再生。近些年来,Wnt信号在骨骼肌生长发育过程中的作用及机制已引起人们的广泛关注,本文系统综述了Wnt信号在骨骼肌发育、自我更新以及肌纤维形成中的作用,旨在为畜牧业生产以及肌肉疾病的治疗提供理论依据。     

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。     

一种来自鹌鹑的同源异型盒基因qBm-1及其应用

内容介绍：本发明提供一种从鹌鹑胚胎cDNA文库中筛选得到的基因qBm-1和该基因编码的转录调节因子、含有上述基因序列的重组载体及其亚克隆和重组微生物．以及由这些亚克隆获得的反义探针。该基因属于一种新的同源异型盒基因，其表达产物属于一种新的转录调节因子，本领域已部分了解同源异型盒基因及转录调节因子在基因的调控和胚胎发育过程中的重要功能。     

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。