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。     

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。     

动物成肌分化及非编码RNA调控研究进展

肌细胞分化密切关系到肉用动物的肌肉产量,也与人类的一系列疾病(如肌肉萎缩、心脏病等)密切相关。胚胎成肌分化期决定了肌纤维数量,是动物骨骼肌发育的关键时期。动物成肌分化及骨骼肌发育严格受各种细胞信号分子和转录因子调控,其中microRNA(miRNA)和lncRNA发挥着重要作用。本文从动物胚胎成肌分化及调控途径、卫星细胞的分化及调控、非编码RNA对肌肉形成的调控等方面进行综述,并展望了畜禽动物骨骼肌生长发育分子调控机制的研究方向,为提高畜禽肌肉产量与质量提供一定的分子理论参考。     

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。     

肌分化因子 MyoD 的研究进展

肌分化因子MyoD(亦称MyoD1),是生肌调节因子(myogenic regulatory factors,MRFs)家族四成员(MyoD、MRF5、myoG、MRF4)之一,1987年首次被克隆。MyoD基因不仅可促使静止期的肌卫星细胞向成肌细胞转化,而且能把许多种类型细胞(如成纤维细胞、脂肪细胞等)转化为成肌细胞,并可促进成肌细胞进一步融合、分化为成熟的肌纤维。在肌肉特异性基因转录调控中起着总开关的作用。MyoD可激活肌肉基因转录,使非肌细胞转变为肌细胞,因骨骼肌细胞和心肌细胞具有基本相同的收缩装置,通过外源MyoD诱导心肌成纤维细胞向骨骼肌细胞转变,从分子水平探讨恢…     

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。     

肌肉发生相关长链非编码RNA研究进展

肌肉参与机体的运动、协调和体温调节等一系列生命活动,同时畜禽肌肉是人类重要的蛋白质来源。肌肉发生过程中的不同调控机制可引起肌肉发育的阶段性差异,而整个肌肉发育主要以两个时期（胚胎期和出生后）的发育状态体现。长链非编码RNA（lncRNA）是一类不具有蛋白编码能力且长度>200 nt的RNA分子。近年来,随着基因组学和分子生物学技术的高速发展,发现lncRNA广泛参与到肌肉发育的各个阶段,以多种作用机制调控肌肉的发育过程。作者介绍了肌肉的发育过程,综述了目前发现的与肌肉发育相关的lncRNAs及其作用机制,并阐述其在肌肉发育的不同阶段发挥的重要作用,为进一步研究肌肉发育相关lncRNAs提供了参考。     

LncRNA在动物科学中的研究进展

长链非编码RNA(long non-coding RNA,LncRNA)是一类长度大于200 nt的非编码RNA,能够存在于细胞核和细胞质中.LncRNA能够以顺式和反式作用方式调节基因表达,是一类重要的基因表达调节分子.LncRNA参与细胞分化发育、X染色体失活、肿瘤、免疫、神经系统和心血管系统疾病等多种生物过程和疾病的调控,具有重要的研究价值.作者主要对LncRNA的分类和来源、作用机制、研究现状及其在畜牧兽医中的研究情况进行了综述,为LncRNA在兽医和畜牧业科学中的研究和应用提供参考.     

非编码RNA调控猪肌间脂肪沉积的研究进展

肌间脂肪含量与肉品质密切相关,决定着猪肉的风味、多汁性和嫩度等感官指标,因此,提高肌间脂肪沉积量对改善肉品质有重要作用。肌间脂肪沉积是一个复杂的生物学过程,受多种调控因子和成脂相关信号通路的影响,其中非编码RNA(non-coding RNA,ncRNA)对猪肌间脂肪沉积的调控作用引起了研究者的广泛关注。ncRNA是一类不编码蛋白质的RNA分子,在细胞增殖、分化、凋亡等多种生物学过程中发挥着调控作用。近年来研究表明,ncRNA中微小RNA(microRNA,miRNA)、长链非编码RNA(long non-coding RNA,lncRNA)和环状RNA(circular RNA,circRNA)均是肌间脂肪沉积的潜在调节因子,参与调控动物脂肪沉积过程。作者概述了ncRNA的生物学特性,介绍了肌间脂肪细胞的来源,总结了现阶段ncRNA在猪肌间脂肪沉积中的研究进展,以期为猪肉品质改良提供基础数据。     

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。     

表观遗传修饰在骨骼肌细胞增殖分化过程中的研究进展

骨骼肌是肌肉的主要构成部分，骨骼肌细胞发生增殖和分化的过程都是肌肉发育的基础，直接影响着家养动物的产肉性能。研究发现表观遗传修饰作用对骨骼肌细胞增殖分化具有重要的调控作用，表明该遗传修饰作用对家养动物肌肉发育具有重大的意义。作者从DNA甲基化对骨骼肌细胞增殖分化影响、组蛋白乙酰化所含因子调控基因选择表达作用、非编码RNA调控和染色体重塑作用所起的影响等方面分别介绍了表观遗传在骨骼肌细胞增殖分化过程中的研究进展，简述了不同修饰方式和不同作用因子对骨骼肌增殖和分化两个过程的影响。同时也回顾了前人在研究骨骼肌增殖分化过程所用到的方法和手段，进而分析了表观调控作用因子在骨骼肌生长过程中所起到的作用。旨在进一步阐述表观遗传修饰在骨骼肌增殖和分化过程中所起到的重要作用，增强对骨骼肌增殖分化调控过程的了解，为和动物生产实际相结合提供参考途径，同时也为骨骼肌生长发育等分子调控提供更多参考素材。     

鲤鱼MyoD基因克隆及原位杂交分析

为了研究成肌分化因子(MyoD)基因在鲤鱼发育中的功能,采用鲤鱼完整早期胚胎作为试验材料,通过对MyoD基因的克隆,利用整体原位杂交技术,从个体水平研究其在鲤鱼早期发育中的表达情况,明确该基因在鲤鱼胚胎早期的表达部位。结果表明:MyoD是生肌调节因子MRFs家族(MyoD、Myf-5、myogenin、MRF4)的重要成员,是脊椎动物胚胎期肌肉发育的主导调控基因,对骨骼肌的形成和分化起主要作用,MyoD基因的表达不仅能促进肌细胞的发育,还能使其他类型细胞转化成肌细胞,并能促进肌细胞进一步融合,分化成成熟的肌纤维。     

生肌调节因子及肌生成调控因素研究进展

生肌调节因子(myogenic regulatory factors,MRFs)是调控肌肉生成的重要基因,家族中包括MyoD、MyoG、Myf5和Myf6。MyoD能把多种类型细胞转化为成肌细胞,在肌肉特异基因转录调控中起着总开关作用;MyoG的表达能够控制成肌细胞融合的起始,促使成肌细胞增殖;Myf5协同MyoD在肌肉形成过程中发挥作用,而Myf6与MyoG共同控制肌肉分化。研究表明,MRFs家族基因的表达与肉用动物的产肉性能和肉质性状密切相关,遗传、营养和环境等因素对该家族基因的表达水平有显著影响。作者综述了MRFs家族的结构与功能、基因表达与活性调节以及营养、光照、温度、运动和活性物质等因素对该家族成员基因活性和肌生成的调控作用,以期为建立动物肌肉发育调控技术奠定理论基础。     

MyoD、Myf6和Mef2c慢病毒过表达载体构建及诱导猪MSC成肌向分化的研究

骨髓间充质干细胞(mesenchymal stem cells,MSC)是重要的成体干细胞,具有多向分化的能力,其成肌分化能力在医学上有广泛的应用,可用于多种疾病的治疗。成肌决定因子(MyoD)和成肌调节因子6(Myf6)同属生肌决定因子基因家族,控制着肌细胞的增殖分化,肌细胞增强因子(Mef2c)是一个具有重要功能的转录因子,可以作为心肌分化过程中的特异性标志。本试验通过构建猪MyoD、Myf6和Mef2c慢病毒表达载体,并在体外感染猪间充质干细胞(pMSC),成功在pMSC中过表达MyoD、Myf6和Mef2c三种调节因子,并且诱导MSC表达肌细胞生成素(MyoG)、肌肉特异型肌酸激酶(CKM)等重要的成肌相关因子。本研究为利用慢病毒过表达成肌相关因子诱导MSC细胞向成肌细胞分化奠定基础,为进一步探明MSC向成肌细胞分化的分子机制提供发新思路。     

畜禽长链非编码RNA的功能及其研究方法

长链非编码RNA（long noncoding RNA,LncRNA）是一类转录本长度超过200 nt的RNA分子,不具有编码蛋白质的能力,主要参与脂肪代谢、肌肉发育、胚胎发育、性别决定与分化等多种生物过程和疾病的调控。在LncRNA研究中,研究方法的建立和应用起着至关重要的作用。作者简述了LncRNA的生物学特性和生物学功能,重点介绍了LncRNA的主要研究方法：基因芯片、RNA-seq、Northern blotting、荧光原位杂交（FISH）、实时荧光定量PCR、RNA结构平行分析（PARS）、快速预测RNA和蛋白质相互作用（CatRAPID）等,同时介绍了LncRNA与DNA、RNA及蛋白质的相互作用的方法：RNA-pulldown、RNA结合蛋白免疫沉淀（RIP）、光活性增强的核糖核苷交联和免疫共沉淀（PAR-CLIP）、RNA反义纯化（RAP）、RNA纯化的染色质分离（CHIRP）及RNA靶标的捕获杂交分析（CHART）、交联,连接以及混合测序（CLASH）,为畜禽动物中LncRNA的研究提供借鉴。     

PRDM16的研究进展

PR结构域家族的第16个成员PRDM16是近年来发现的调控肌肉脂肪代谢的蛋白.在人类和小鼠器官组织中均能够检测到PRDM16的基因mRNA的表达,在棕色脂肪组织-白色脂肪组织、棕色脂肪组织-骨骼肌肌肉组织转化过程中特异基因表达起着"开关"作用.PRDM16的作用机制主要包括:促进重要的活性蛋白(如过氧化物酶体增生物激活受体γ、转录因子激活蛋白-2等)的基因表达;抑制肌分化因子(MyoD)、肌形成蛋白(MyoG)及相关蛋白的基因表达;通过转录复合物(PRDM16/CtBP和PRDM16-C/EBP-β)调控BAT-WAT和WAT-SMT选择性基因表达程序;调控脂肪和骨骼肌的形成,诱导线粒体的生物合成和解偶联呼吸作用.PRDM16对脂肪和肌肉细胞的分化和发育的调控,为深入探讨肌肉、脂肪形成机理及能量代谢调控途径提供理论基础,为在畜牧学上改善肌肉品质提供新的思路.本文综述了PRDM16基因的表达模式、PRDM16蛋白的结构和生物学作用以及在畜禽肉质调控中的可能作用.     

干扰lnc4351对牛骨骼肌卫星细胞增殖与成肌分化的影响

为探究长链非编码RNA(lncRNA)对牛骨骼肌卫星细胞增殖及分化的影响,本研究以牛骨骼肌卫星细胞及已建立的体外成肌诱导分化模型为基础,以前期高通量测序获得的牛骨骼肌卫星细胞分化前后表达差异倍数较大的一个预测lncRNA为靶标,对其进行生物信息学分析及亚细胞定位,命名为lnc4351。设计合成lnc4351的siRNA,转染牛骨骼肌卫星细胞,采用EdU染色的方法检测干扰lnc4351对细胞增殖的影响;对转染siRNA的牛骨骼肌卫星细胞进行体外成肌诱导分化,观察肌管的形成状态,同时采用实时荧光定量PCR和Western blotting检测分化标志因子MyoG和MHC基因的mRNA及蛋白水平的表达变化,研究干扰lnc4351对细胞分化的影响。结果显示,lnc4351位于牛的14号染色体,不具有蛋白编码潜能,是一个未报道过的lncRNA,在牛骨骼肌卫星细胞的细胞质和细胞核内均有分布,主要存在于细胞核;干扰lnc4351表达后,EdU阳性细胞比率显著下降(P0.05),说明下调lnc4351表达显著抑制了牛骨骼肌卫星细胞的增殖;下调lnc4351表达后肌卫星细胞经诱导分化产生的肌管量呈现增多趋势,分化标志因子MyoG和MHC的蛋白水平显著或极显著上调(P0.05;P0.01),说明干扰lnc4351能够促进牛骨骼肌卫星细胞的成肌分化过程。本研究结果表明,干扰lnc4351表达可以抑制牛骨骼肌卫星细胞的增殖并促进其成肌分化过程,为进一步开展lncRNA对牛骨骼肌发育的调控机制及肌肉发育相关研究提供参考。     

干扰lnc4351对牛骨骼肌卫星细胞增殖与成肌分化的影响

为探究长链非编码RNA(lncRNA)对牛骨骼肌卫星细胞增殖及分化的影响,本研究以牛骨骼肌卫星细胞及已建立的体外成肌诱导分化模型为基础,以前期高通量测序获得的牛骨骼肌卫星细胞分化前后表达差异倍数较大的一个预测lncRNA为靶标,对其进行生物信息学分析及亚细胞定位,命名为lnc4351。设计合成lnc4351的siRNA,转染牛骨骼肌卫星细胞,采用EdU染色的方法检测干扰lnc4351对细胞增殖的影响;对转染siRNA的牛骨骼肌卫星细胞进行体外成肌诱导分化,观察肌管的形成状态,同时采用实时荧光定量PCR和Western blotting检测分化标志因子MyoG和MHC基因的mRNA及蛋白水平的表达变化,研究干扰lnc4351对细胞分化的影响。结果显示,lnc4351位于牛的14号染色体,不具有蛋白编码潜能,是一个未报道过的lncRNA,在牛骨骼肌卫星细胞的细胞质和细胞核内均有分布,主要存在于细胞核;干扰lnc4351表达后,EdU阳性细胞比率显著下降(P<0.05),说明下调lnc4351表达显著抑制了牛骨骼肌卫星细胞的增殖;下调lnc4351表达后肌卫星细胞经诱导分化产生的肌管量呈现增多趋势,分化标志因子MyoG和MHC的蛋白水平显著或极显著上调(P<0.05;P<0.01),说明干扰lnc4351能够促进牛骨骼肌卫星细胞的成肌分化过程。本研究结果表明,干扰lnc4351表达可以抑制牛骨骼肌卫星细胞的增殖并促进其成肌分化过程,为进一步开展lncRNA对牛骨骼肌发育的调控机制及肌肉发育相关研究提供参考。     

肌肉生长抑制素研究进展及其在家禽育种中的应用前景

肌肉生长抑制素(Myostatin,MSTN)是抑制肌细胞增殖与分化的关键基因,对骨骼肌生长发育起着负调控作用,还参与到机体脂肪沉积等其他生命过程中.在家禽生产中,产肉量和肉质是影响经济效益的重要指标,前者的主要影响因素是肌肉发育,后者的主要影响因素则是肌内脂肪分布.MSTN不仅能够调控肌肉生长,也能调控脂肪的发育,而...     

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。