MAPK信号通路对脂肪细胞分化的调控

促分裂原活化的蛋白激酶(MAPK)通路主要包括胞外信号调控激酶(ERK)、p38MAPK和氨基末端蛋白激酶(JNK)三条途径,参与调节细胞增殖、分化、凋亡及细胞间的功能同步等过程,是细胞信号转导方面最为活跃的研究领域之一。研究显示MAPK也参与脂肪细胞的分化调节并发挥重要作用。ERK和p38MAPK信号通路对脂肪细胞分化的调节在不同的实验模型中表现为正调控和负调控两种不同形式;而另一成员JNK能使胰岛素受体底物1的丝氨酸发生磷酸化,进而干扰胰岛素信号,从而抑制骨髓间充质干细胞(BMSCs)的成脂分化,即对脂肪细胞分化发挥负调控作用。论文就MAPK信号通路在脂肪细胞分化中的功能进行综述,为脂类代谢性疾病的诊断和治疗提供参考。     

脂肪分化相关信号通路及microRNA调节研究进展

畜禽体内脂肪含量的多少决定了其肉质的好坏,而脂肪分化则是一个由许多因子调控的复杂生物学过程。了解脂肪分化相关的信号通路及其miRNAs的调节作用,可以在一定程度上揭示脂肪分化的分子调控机制。本文在对6个重要的调控脂肪细胞分化的信号通路进行介绍的基础上,分别对8个促进脂肪细胞分化和8个抑制脂肪细胞分化的miRNAs的生物学功能和作用机制进行了探讨,总结了其靶基因在脂肪形成中的作用。有关miRNAs及其靶基因的研究为畜禽肉质性状的遗传改良提供了理论依据。     

前体脂肪细胞诱导及分化机制的研究进展

前体脂肪细胞分化过程即脂肪生成过程,在此过程中大量转录因子、非编码RNA及信号通路都发挥着重要的作用。文章综述了前体脂肪细胞分化过程中,成脂基因如C/EBPα和PPARγ等对前体脂肪细胞分化的调控;非编码RNA如长链非编码RNA(lncRNA)、小RNA(microRNA)、环状RNA(circRNA)对脂肪沉积、组织发育以及能量代谢等的调控过程;信号通路如Wnt/β-catenin信号通路、促分裂原活化蛋白激酶(MAPK)信号通路、Hedgehog信号通路对脂肪细胞分化的抑制作用;还有一些酶、抑制剂等对前体脂肪细胞诱导分化的调节作用,以期为厘清前体脂肪细胞诱导及分化机制提供参考。     

BMP2对猪前体脂肪细胞差异表达miRNA1的影响

采用高通量测序技术构建经骨形态发生蛋白-2(BMP2)处理前后的猪前体脂肪细胞差异miRNA表达谱,以明确BMP2影响的功能性miRNA。结果显示:BMP2刺激猪前体脂肪细胞前后共有55个miRNAs存在较大的表达差异,包括30个上调表达的miRNAs和25个下调表达的miRNAs;实时荧光定量PCR(qRT-PCR)检测表明,高通量测序数据结果正确可靠;经miRnada和RNAhybrid这2个软件对差异表达的miRNAs进行靶基因预测及靶基因进行GO和KEGG Pathway分析,发现靶基因主要富集在Notch信号通路、胰岛素信号通路、甘油磷酯代谢、MAPK信号通路、半乳糖代谢、类固醇激素的生物合成等通路。结果表明:BMP2作为前体脂肪细胞分化重要调控因子,可能通过介导miRNA及其调控的某些关键基因的表达,从而影响前体脂肪细胞外基质与受体的结合、胰岛素利用、脂类和糖的合成与代谢等生物学过程,最终作用于前体脂肪细胞的分化和脂质沉积。     

牛miR-320a的靶基因预测及生物信息学分析

旨在对bta-miR-320a的靶基因进行生物信息学预测和分析,探索其影响牛脂肪沉积的作用机制。本试验利用Promoter Scan、TargetScan、DAVID、Cytoscape等生物信息学软件和miRBase、Ensembl、NCBI、miRWalk等数据库对bta-miR-320a进行转录因子结合位点预测、保守性分析、靶基因预测、基因本体论富集分析和信号通路富集分析。结果表明,miR-320(a)在各物种间非常保守,bta-miR-320a启动子区域有SP1等多个转录因子结合位点,获得的84个靶基因主要参与负调控细胞分化、细胞周期、负调控生长等多个生物学过程,涉及p53、细胞周期和MAPK等信号转导通路。由此推测,bta-miR-320a受到SP1等多种转录因子调控,它可能通过对MAPK、细胞周期和p53信号通路中靶基因TP53、MAPK1等的抑制作用调控牛脂肪细胞分化,进而影响了牛的脂肪沉积。     

激活Wnt/β-catenin信号通路抑制猪AMSCs向脂肪细胞分化

本研究以猪脂肪间充质干细胞(AMSCs)为材料,通过LiCl对AMSCs细胞中Wnt/β-catenin信号通路第二信使β-联蛋白(β-catenin)的稳定作用,探讨体外激活Wnt/β-catenin信号通路对猪AMSCs向脂肪细胞分化的作用及其初步机制。应用细胞免疫化学染色鉴定AMSCs细胞表面分子CD44和CD105的表达;油红O染色法检测AMSCs成脂分化潜能;采用半定量RT-PCR及Westernblot等技术分析Wnt/β-catenin通路各因子及脂肪细胞分化转录因子的表达。结果显示,猪AMSCs表达CD44和CD105,并具有多向分化潜能;25mmol·L-1的LiCl处理AMSCs后,细胞中β-catenin蛋白表达明显增强;激活Wnt/β-catenin信号通路后,猪AMSCs在成脂诱导剂作用下向脂肪细胞分化的数目减少、细胞内甘油三酯含量降低,脂肪细胞分化转录因子C/EBPα和PPARγ的表达受到抑制。以上结果表明,激活Wnt/β-catenin信号通路能明显抑制猪AMSCs向脂肪细胞分化,其抑制作用可能是通过下调脂肪细胞分化转录因子PPARγ和C/EBPα的表达来实现的。     

动物脂肪组织相关miRNAs的研究进展

脂肪生成是一个复杂而精密的生物学过程,受多种信号通路、转录因子及小分子物质调控。miRNA是动物脂肪发育过程中的一类潜在的调控因子,是长度仅为18～24 nt的单链小分子RNA,可通过碱基互补配对与脂肪相关基因的mRNA 3'-UTR结合发挥调控作用。本文主要阐述动物脂肪相关的miRNAs的生物学本质及其在调控脂肪细胞分化、脂质代谢方面的相关研究进展,并引入可以促进组织、器官间信息交流的循环miRNA这一新发现,为通过调控miRNA进行家畜肉品质改良提供依据。     

DNA甲基化与去甲基化调控脂肪沉积的研究进展

脂肪沉积是一个复杂的生物学过程,受遗传和表观遗传的调控作用。DNA甲基化和去甲基化是表观遗传修饰的重要方式,可通过与转录因子的相互作用或改变染色质的结构调控基因的表达,进而参与机体生长发育和细胞分化等重要的生命过程。动物脂肪沉积是脂肪细胞增殖分化和肥大的结果,脂肪细胞分化是由多能干细胞经前体脂肪细胞向成熟脂肪细胞转化的过程。相关研究表明,转录因子过氧化物酶体增殖物激活受体γ(peroxi-some proliferator activiated receptorγ,PPARγ)和CCAAT增强子结合蛋白家族(CCAAT enchancer binding proteinfamily,CEBPs)在脂肪沉积过程中起关键调控作用。近期研究发现,DNA甲基化可以通过调控脂肪形成过程中相关基因的表达而参与脂肪细胞的分化和脂肪组织的生长发育。去甲基化也可影响动物脂肪沉积过程,但其具体机制目前尚不清楚。作者主要介绍了DNA甲基化和去甲基化的定义、发生位点、生物学功能、参与DNA甲基化和去甲基化过程中的酶及其作用机制,概述了脂肪沉积过程及PPARγ、C/EBPα等转录因子在脂肪沉积过程中的调控作用,重点阐述了DNA甲基化和去甲基化对脂肪形成相关基因的表达和对脂肪细胞分化的影响,旨在为阐明脂肪沉积机制及改善动物肉质品质提供参考。     

DNA甲基化与去甲基化调控脂肪沉积的研究进展

脂肪沉积是一个复杂的生物学过程,受遗传和表观遗传的调控作用。DNA甲基化和去甲基化是表观遗传修饰的重要方式,可通过与转录因子的相互作用或改变染色质的结构调控基因的表达,进而参与机体生长发育和细胞分化等重要的生命过程。动物脂肪沉积是脂肪细胞增殖分化和肥大的结果,脂肪细胞分化是由多能干细胞经前体脂肪细胞向成熟脂肪细胞转化的过程。相关研究表明,转录因子过氧化物酶体增殖物激活受体γ(peroxi-some proliferator activiated receptorγ,PPARγ)和CCAAT增强子结合蛋白家族(CCAAT enchancer binding proteinfamily,CEBPs)在脂肪沉积过程中起关键调控作用。近期研究发现,DNA甲基化可以通过调控脂肪形成过程中相关基因的表达而参与脂肪细胞的分化和脂肪组织的生长发育。去甲基化也可影响动物脂肪沉积过程,但其具体机制目前尚不清楚。作者主要介绍了DNA甲基化和去甲基化的定义、发生位点、生物学功能、参与DNA甲基化和去甲基化过程中的酶及其作用机制,概述了脂肪沉积过程及PPARγ、C/EBPα等转录因子在脂肪沉积过程中的调控作用,重点阐述了DNA甲基化和去甲基化对脂肪形成相关基因的表达和对脂肪细胞分化的影响,旨在为阐明脂肪沉积机制及改善动物肉质品质提供参考。     

MAPK信号通路介导的自噬调控破骨细胞分化的研究进展

破骨细胞具有骨吸收活性,与骨组织稳态密切相关。丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)通路是细胞介导胞内外刺激传导的信号通路,参与细胞的增殖、分化、自噬等多种生理过程。MAPK介导的自噬在调控破骨细胞分化中具有重要作用。探究MAPK的三条经典通路(ERK1/2、JNK及p38 MAPK信号通路)介导的自噬与破骨细胞分化之间的关系,对于寻找与破骨细胞相关的骨代谢疾病的新疗法具有重要意义。     

脂肪细胞分化的转录因子及转录调控

脂肪细胞分化与糖和脂肪代谢、机体能量平衡、肉品品质等密切相关,由分化转录因子调控。本文对脂肪细胞分化的3类转录因子PPARγ、C/EBPs和ADDl及其对脂肪细胞分化的调控进行综述。     

禽类脂肪细胞分化调控的研究进展

前脂肪细胞是一类具有增殖和定向分化为脂肪细胞能力的前体细胞,其分化受众多基因的调控。目前对哺乳动物脂肪细胞分化的认识比较全面而深入,但是有关禽类脂肪细胞分化相关的研究报道比较少。一方面,禽类脂肪细胞诱导分化方式不同于其他物种,外源脂肪酸是必须的诱导剂之一;另一方面,禽类关键转录因子调控脂肪分化的分子机理不同于哺乳动物,具有特异性。本文综述了禽类前脂肪细胞原代培养、诱导分化方式及其分化调控机制的研究进展,旨在为今后深入了解禽类脂肪分化的机理提供理论参考。     

脂肪细胞中微RNA的研究进展

微RNA(miRNA)是一类长约22 nt的非编码小RNA分子,通过与靶基因mRNA特定位点结合,在转录后水平引起该mRNA的降解或抑制蛋白质合成。大量研究显示,脂肪细胞分化过程受miRNA的调节,在前体脂肪细胞分化为成熟的脂肪细胞过程中具有多种功能。深入了解miRNA在脂肪细胞分化过程中的作用有助于探索脂肪形成的分子机制,以及发现脂类代谢性疾病的潜在治疗靶点。     

过氧化物酶体增殖物激活受体γ信号通路调控脂质代谢的研究进展

过氧化物酶体增殖物激活受体γ(PPARγ)是体内脂肪形成的必需转录因子,处于脂质沉积过程中信号传递通路的核心枢纽位置,促进多能间充质干细胞向脂肪细胞的定向、增殖分化和脂质沉积。本文首先介绍了PPARγ的基本结构和调控靶基因的基本特征,然后以脂肪细胞形成和脂肪沉积为主线,综述了PPARγ信号通路在脂肪细胞形成、脂肪沉积和脂肪因子分泌、营养水平等脂肪代谢过程的调控作用,最后对PPARγ与生物钟相互反馈调节关系以及其在脂质沉积中扮演重要作用进行了概述,对进一步深入综合了解PPARγ对脂肪代谢调控的分子机制具有重要意义,为脂肪代谢及相关疾病的人工干预提供靶基因和新途径。     

猪脂肪细胞分化的调控

动物体内脂肪的沉积过程一方面是脂肪组织细胞内脂肪的不断合成、蓄积过程,另一方面是脂肪组织脂肪细胞的不断分化过程。因此,脂肪细胞分化的调控在脂肪沉积的调控中占有重要地位。本文阐述了猪脂肪细胞分化的几种调控措施,包括激素调控、生长因子调控、细胞外基质调控、不饱和脂肪酸调控和分化转录因子调控。     

3T3-L1前脂肪细胞中Ghrelin对miRNAs表达的影响

为探讨3T3-L1前脂肪细胞增殖分化过程中Ghrelin对microRNAs(miRNAs)表达的影响,将pcDNA3.1(+)-Ghrelin转染至3T3-L1前脂肪细胞,real-time PCR检测10种miRNA的表达变化,并对显著差异表达的miRNA进行生物信息学分析。结果显示,pcDNA3.1(+)-Ghrelin的表达明显上调,约是对照组的5倍;real-time PCR结果显示,miR-125b-5p(P0.05)表达显著上调,miR-21a-5p(P0.01)、miR-30c-5p(P0.05)、miR-181-5p(P0.01)表达显著下调;生物信息学分析结果显示,预测调节的1 062个靶基因与细胞的生长、分化和发育功能相关,核因子1b(Nfib)是其共同调节的重要潜在靶基因;丝裂原活化蛋白激酶(MAPK signaling pathway)和成脂基因信号通路是其调节差异最为显著的信号通路,与脂肪细胞的增殖和分化密切相关。结果表明,Ghrelin可通过调节miRNA的表达影响3T3-L1前脂肪细胞的增殖和分化。研究结果为进一步探讨Ghrelin发挥效应的分子调节机制和分子调控网络奠定了基础。     

猪脂肪细胞分化的调控

动物体内脂肪的沉积过程一方面是脂肪组织细胞内脂肪的不断合成、蓄积过程。另一方面是脂肪组织脂肪细胞的不断分化过程。因此，脂肪细胞分化的调控在脂肪沉积的调控中占有重要地位。本文阐述了猪脂肪细胞分化的几种调控措施。包括激素调控、生长因子调控、细胞外基质调控、不饱和脂肪酸调控和分化转录因子调控。     

苏博美利奴羊毛囊发育不同时期ncRNA调控网络的构建

为探索苏博美利奴羊毛囊发育相关ncRNA分子调控网络，本研究通过挖掘苏博美利奴羊皮肤组织样本不同时期转录组数据，利用生物信息学方法构建lncRNA-miRNA-mRNA分子调控网络。结果表明：不同时期mRNA与lncRNA及miRNA具有复杂的网络连接。通过GO富集分析发现靶基因主要参与细胞增殖调控、凋亡过程及毛囊形态发生等生物学过程；参与细胞外空间、细胞外泌体、转录因子复合体、质膜的整体成分等细胞组分；参与转录因子活性、结构分子活性、细胞外基质结构组成等分子功能。通过KEGG通路分析发现差异的靶基因主要参与TGF-beta信号通路、癌症途径、MAPK信号通路、PI3K-Akt信号通路、细胞因子与细胞因子受体的相互作用等多种途径。筛选寻找调控网络中的关键基因，发现G2 vs.G1组中miR-133、miR-433-5p的靶基因TGFβ2和NOTCH1参与毛囊形态发生（GO:0031069）的生物学过程，因此TGFβ2和NOTCH1为毛囊发育的关键基因。通过构建苏博美利奴羊毛囊发育相关ncRNA分子调控网络，解析毛囊发生发育的分子调控机制，从转录组学层面对毛囊生长发育进行探讨，能够对苏博...     

基于芯片数据分析关于SREBP-1c调控脂肪代谢过程作用机理的研究

为了研究SREBP-1c作为脂肪代谢过程中重要的核转录因子参与调控动物脂肪代谢过程作用的机理,试验采用显著性差异表达分析及其通路分析在基因表达谱数据库(GEO)中收集到的转录因子SREBP-1c相关的小鼠脂肪组织的转录本芯片数据。结果表明:SREBP-1c是通过一系列的与细胞分化作用相关的靶基因及其通路参与调控脂肪代谢过程的。     

维生素A对动物肌内脂肪的营养调控研究进展

肌内脂肪(Intramuscular fat, IMF)是指肌肉内沉积的脂肪,主要包括磷脂、甘油三酯和胆固醇,其含量是评价肉品质的重要指标。维生素A是基因表达的关键调节因子,通过转录因子、信号通路和表观遗传修饰等途径对肌内脂肪细胞进行调控,影响动物脂肪合成和脂类代谢。本文主要综述了维生素A调控脂肪分化的机理,为通过营养途径调控肌内脂肪提供参考。