microRNA调控动物皮下脂肪组织和肌内脂肪沉积的研究进展

脂肪组织是动物机体重要的能量代谢及内分泌器官,选择性的脂肪沉积对动物肉类的感官品质、风味性和加工特性具有至关重要的作用,因此动物不同部位脂肪沉积的特异性调控因子及其作用分子机理备受研究者的关注。microRNA（miRNA）是一类长度为22 nt左右的非编码小RNA,近年来采用组学技术对具有表型差异的脂肪组织和脂肪细胞进行高通量测序,筛选发现了许多差异表达的miRNAs,这些miRNAs可通过与靶基因mRNA相结合发挥生物学功能,对不同部位脂肪沉积调控具有重要作用。鉴于此,本文将从miRNA在动物皮下脂肪组织和肌内脂肪的调控作用等方面进行综述,为后续研究miRNA调控动物脂肪组织沉积的作用及机制提供理论参考和新的思路。     

牦牛和雄性不育杂交后代睾丸组织差异表达核蛋白的双向电泳分析

研究比较牦牛(Bos grunniens)和犏牛睾丸核蛋白的表达差异,以探索公犏牛不育的分子机制。提取牦牛(n=4)和犏牛(n=4)睾丸的核蛋白,采用双向电泳分离后,对差异表达蛋白质点进行质谱鉴定。通过分辨率高、重复性好的睾丸组织核蛋白双向电泳图谱,检测出在牦牛和犏牛睾丸存在2倍及以上差异表达的蛋白点15个,通过MALDI-TOF-TOF质谱鉴定得到13种差异表达蛋白,大多数为核蛋白,在犏牛睾丸中表达显著下降,另外还包括4种核不均一蛋白(hnRNPs)。这些蛋白质参与精子发生、前体RNA加工和选择性剪接、基因表达调控等过程,其表达的改变可能与犏牛精子发生障碍有关。     

山羊C/EBPα、C/EBPβ和C/EBPδ基因克隆及表达模式研究

在克隆获得山羊C/EBPα、C/EBPβ和C/EBPδ基因序列基础上分析该家族成员序列特征,明确组织表达特性,并揭示3个基因在山羊肌内前体脂肪细胞分化过程中的表达情况。采用RT-PCR方法克隆山羊C/EBPα、C/EBPβ和C/EBPδ基因序列,利用相关的生物软件进行生物信息学分析,利用qPCR检测3个基因在山羊各组织及山羊肌内前体脂肪细胞成脂分化中的表达情况。克隆得到C/EBPα、C/EBPβ和C/EBPδ基因序列分别为1 062,1 056,873 bp,所编码的蛋白均为不稳定亲水碱性蛋白,均无信号肽和跨膜结构域。C/EBPα在皮下脂肪中表达水平最高,C/EBPβ和C/EBPδ均在肺中表达水平最高。在前体脂肪细胞分化过程中C/EBPα和C/EBPδ均在前体脂肪细胞分化前表达水平最高,随着分化时间的增加表达水平降低,C/EBPβ在肌内前体脂肪细胞中的表达随着诱导分化天数的增加而增加,在分化7 d时表达水平最高。基于以上研究,推测3个基因在山羊肌内脂肪细胞分化过程中发挥着重要作用。     

肿瘤坏死因子-α(TNF-α)与肥胖

肿瘤坏死因子 ( Tumor Necrosis Factor,TNF)包括由活化的单核 /巨噬细胞产生的TNF- α和由活化的 T淋巴细胞产生的 TNF- β两种。二者在细胞来源、相对分子量、等电点、糖含量等方面有很大差别。 TNF-α是一种具有多种生物学活性的细胞因子 ,由 1 40 - 1 5 0个氨基酸残基组成 ,其中有两个反平行β片层 ,每个β片层有 5个β折叠。它由 TNFRI和 TNFRII两种受体组成 ,二者胞内结构区的同源性极低 ( 2 7% ) ,可能启动不同的生物学反应。研究发现TNF- α是与肥胖相关的蛋白质之一 ,对脂肪代谢具有重要调节作用。TNF- α通过抑制进食、增加机体产热量 ;促进脂肪分解、抑制脂肪合成 ;诱导产生瘦素 ;引起胰岛素抑制、抑制前脂肪细胞分化 ;诱导前脂肪细胞及脂肪细胞凋亡等作用调节脂肪代谢和能量平衡。同时 ,TNF- α在肥胖动物或人的脂肪组织中过量表达 ,也会给人和动物机体带来很多副作用     

鲤鱼HSP70基因组织表达差异研究

[目的]研究HSP70是否可作为鲤鱼养殖中的应激监测指标。[方法]根据鲤鱼HSP70序列（AY120894）设计并合成1对引物,提取鲤鱼肝脏组织总RNA,通过RT-PCR方法克隆得到鲤鱼HSP70部分cDNA片段,然后检测其在鲤鱼心脏、肠、粘液、性腺、鳔、鳃、鳍等不同组织中的表达差异。[结果]RT-PCR扩增获得鲤鱼HSP70基因cDNA部分序列为480 bp。将测序后推测的氨基酸序列与其他种类的鱼进行同源性比较,结果发现与鲤鱼、斑马鱼、虹鳟、牙鲆、剑尾鱼、鲋鱼的同源性依次为96%、98%、98%、96%、96%、96%。HSP70在鲤鱼8个组织中均检测到表达,其中在心脏中表达最高,其次是鳔、鳍,二者之间无显著差异（P〉0.05）,在肠、粘液与脂肪3个组织中的表达无显著差异（P〉0.05）,但显著高于在性腺与鳃中的表达水平（P〈0.05）。[结论]HSP70作为鲤鱼养殖中应激程度、应激能力、健康状况检测的分子标记物是可行的。     

山羊Kruppel样转录因子家族在前体脂肪细胞分化中的表达模式及相关性分析

【目的】 优化山羊前体脂肪细胞体外培养体系,揭示Kruppel样转录因子家族（KLFs）成员在前体脂肪细胞分化过程中的表达模式。 【方法】 于四川省简阳大哥大牧业有限公司随机选取3只7日龄简州大耳羊为研究对象。放血致死并清洗后,在无菌环境中取其皮下脂肪组织。利用Ⅰ型胶原酶消化法获得其皮下前体脂肪细胞,待细胞长至细胞密度为80%时传代至6孔培养板中（F₃代）,以“150 μmol·L ^-1油酸+10 mg·L ^-1胰岛素”前体脂肪细胞进行成脂诱导,并在诱导分化后0 d、3 d、5 d、7 d收集细胞,Trizol法提取细胞总RNA,利用实时荧光定量PCR（RT-qPCR）检测KLF2-10, KLF 12和KLF15共11个KLF转录因子家族成员在不同分化阶段细胞中的表达水平,并利用皮尔逊系数分析各个成员mRNA总体表达水平之间的相关性。 【结果】 150 μmol·L ^-1油酸+10 mg·L ^-1胰岛素处理前体脂肪细胞24 h后细胞中开始出现小脂滴,48 h后脂滴数量增多、体积增大,诱导120 h后脂肪细胞分化程度显著增加。RT-qPCR结果显示,脂肪分化标志基因过氧化物酶体增殖物活化受体γ（PPARγ）基因随着诱导分化的进行其表达水平持续上升,其中在第7天时其表达水平极显著高于其他各组（P＜0.01）。KLF2、KLF3、KLF4、KLF6、KLF7和KLF15在脂肪细胞中表达水平显著（P＜0.05）或极显著（P＜0.01）高于前体脂肪细胞中表达水平,其中KLF3、KLF6和KLF15在分化5 d时表达水平最高,KLF2和KLF4表达水平在7 d时最高,而KLF7则在3 d时表达水平最高;KLF5、KLF8、KLF9、KLF10和KLF12在前体脂肪细胞中的表达水平极显著高于分化后脂肪细胞中的表达水平（P＜0.01）,其中KLF8、KLF10和KLF12的表达水平均在5 d时达到最低,而KLF5和KLF9则在7 d时表达水平最低;相关性分析结果显示KLF家族各成员mRNA在山羊前体脂肪细胞分化过程中总体表达水平存在相关性,KLF12与6个基因具有较强的相关性,其次为KLF4和KLF9,分别与5个成员具有较强的相关性,而KLF2与其他基因均没有较强的相关性。 【结论】 明确了KLF家族在山羊前体脂肪细胞分化过程中的表达模式,解析了各个成员mRNA表达之间的相关性,为阐明山羊前体脂肪细胞分化的分子机制提供重要的基础数据。     

山羊CMKLR1基因的克隆、表达及其与肌内脂肪的相关性研究

试验旨在克隆山羊CMKLR1基因序列并进行生物信息学分析,研究其表达与肌内脂肪（IMF）沉积的相关性。采集山羊皮下脂肪组织,应用RT-PCR克隆山羊CMKLR1基因序列;以GAPDH（GenBank登录号：AJ431207.1）为内参基因,实时荧光定量PCR检测其在山羊不同组织中的表达量及在肌肉组织中的时序表达谱（以肝脏表达量为基准）;测定肌肉组织中的IMF含量,分析其与CMKLR1 mRNA表达量的相关性。结果显示,克隆获得了山羊CMKLR1基因,1 089 bp的CDS区,GenBank登录号：KT165374。实时荧光定量PCR分析显示,CMKLR1基因在24月龄山羊心脏、肝脏、脾脏、肺脏、肾脏、脂肪、背最长肌、股二头肌和臂三头肌中均存在不同程度的表达,其中在肺脏中表达量显著高于其他组织（P< 0.05）;CMKLR1基因在1~3和24月龄的山羊背最长肌、臂三头肌和股二头肌中表达趋势相同,均是在股二头肌中表达量最高,而8~10月龄则是在臂三头肌中表达量最高。山羊IMF含量以24月龄背最长肌含量最高。山羊背最长肌、股二头肌和臂三头肌中CMKLR1 mRNA表达与IMF含量相关性不显著（P> 0.05）。CMKLR1基因不参与山羊IMF沉积作用,试验结果为进一步研究CMKLR1基因奠定理论基础。     

藏山羊SFRS18基因克隆、表达及其与肌内脂肪含量相关性研究

试验旨在克隆藏山羊SFRS18(splicing factor arginine/serine-rich 18)基因CDS序列,并进行生物信息学分析,同时分析其组织表达特征以及与肌内脂肪含量进行相关性分析,为深入研究该基因在山羊肌内脂肪沉积中的作用积累数据。采用RT-PCR技术获得藏山羊SFRS18基因序列,结合生物信息学分析蛋白的理化性质、结构和不同物种的同源性,实时荧光定量检测SFRS18 mRNA表达情况,并将表达量与肌内脂肪含量相关联。结果表明,藏山羊SFRS18基因cDNA序列长为1299 bp,开放阅读框(ORF)长为1272 bp,编码423个氨基酸,蛋白分子结构式为C₂₀₀₃H₃₄₂₄N₇₆₀O₆₉₆S₄,分子质量为49.42 ku,等电点pI=11.20,SFRS18蛋白为不稳定的亲水性蛋白,无信号肽;有103个磷酸化位点,2个N-糖基化位点和39个O-糖基化位点;亚细胞定位于在细胞核(82.6%)、细胞质(8.7%)、细胞骨架(4.3%)和质膜(4.3%),属于非跨膜蛋白;预测二级结构由0.71% α-螺旋和99.29%无规则卷曲组成;藏山羊核苷酸序列和氨基酸序列与牛、绵羊和水牛的相似性最高(99%),系统进化树分析表明藏山羊与牛亲缘关系最近;实时荧光定量PCR结果显示,SFRS18基因在藏山羊的不同组织中都存在表达,其中在脾脏中表达水平最高,在背最长肌中表达水平最低;在藏山羊背最长肌和腿肌中SFRS18 mRNA表达与肌内脂肪含量均呈显著正相关(r=0.081,P<0.05;r=0.373,P<0.05)。SFRS18基因可以作为调节山羊脂肪沉积的候选基因。     

全反式维甲酸对大鼠前体脂肪细胞增殖与分化的影响

利用MTT比色检测不同浓度的全反式维甲酸(all trans Retinoic Acid ATRA)对大鼠前体脂肪细胞增殖的影响,采用油红O染色和吖啶橙染色观察大鼠前体脂肪细胞分化的形态变化;采用油红O染色提取法分析不同浓度ATRA对大鼠前体脂肪细胞分化的影响。MTT比色结果显示,低浓度(10-8～10-7mol/L)的ATRA对前体脂肪细胞的增殖具有促进作用(P<0101),而高浓度(10-6～10-4mol/L)的ATRA则抑制前体脂肪细胞的增殖(P<0101)。油红O染色和吖啶橙染色结果表明,前体脂肪细胞分化成脂肪细胞后,细胞内充满脂滴,由梭形变成椭圆形;油红O染色提取法结果显示高浓度(10-6～10-4mol/L)的ATRA能够显著抑制前体脂肪细胞的分化(P<0101),而低浓度(10-8～10-7mol/L)的ATAR却显著促进前体脂肪细胞的分化(P<0101)。     

Wnt10b对山羊前体脂肪细胞分化相关基因表达的影响

旨在利用RNA干扰技术,明确Wnt10b基因对山羊前体脂肪细胞分化的影响。设计合成山羊Wnt10b siRNA序列,利用胶原酶消化法获得山羊皮下和肌内前体脂肪细胞。利用有效的siRNA序列干扰山羊皮下和肌内前体脂肪细胞Wnt10b基因表达后,检测其对细胞分化及脂肪细胞分化标志基因表达的影响。结果表明,筛选获得有效的山羊Wnt10bsiRNA序列,转染山羊皮下和肌内前体脂肪细胞后,Wnt10b被显著干扰,其mRNA表达量分别下调63%(P0.01)和67%(P0.01);油红O染色结果显示,干扰Wnt10b基因可明显抑制山羊皮下和肌内脂肪细胞的脂滴积聚;且干扰Wnt10b基因后,在皮下前体脂肪细胞分化过程中C/EBPβ、PPARγ、SREBP1和Pref1基因出现极显著下调(P0.01),LPL出现显著下调(P0.05);而在肌内前体脂肪细胞分化过程中,AP2和LPL基因出现极显著下调(P0.01),C/EBPβ出现显著下调(P0.05),Pref1出现极显著上调(P0.01)。本试验发现,Wnt10b基因可能通过调控C/EBPβ、PPARγ、SREBP1和LPL的表达来促进山羊皮下前体脂肪细胞分化,通过调控AP2、LPL、C/EBPβ和Pref1的表达来促进山羊肌内前体脂肪细胞分化。