MyoD相关非编码RNA调控骨骼肌生长发育的研究进展

骨骼肌的生长发育是一个受多种功能性因子调控的精密网络过程,其中MyoD是一种骨骼肌特异性转录因子,能够识别并启动骨骼肌特异基因的转录。非编码RNA是一类具有多种生物功能但不能编码蛋白质的RNA。现就目前与MyoD协同作用,共同参与肌细胞增殖、分化、融合等过程的非编码RNA及其作用机制进行综述,以期为阐明与MyoD相关非编码RNA的作用机制提供理论参考。     

Ⅲ型纤连蛋白组件包含蛋白5通过抑制ERK1/2磷酸化抑制C3H10T1/2细胞成脂分化

旨在探究Ⅲ型纤连蛋白组件包含蛋白5（typeⅢ domain-containing protein5,FNDC5）对C3H10T1/2细胞成脂分化的调控作用。利用qRT-PCR和Western 印迹检测FNDC5在C3H10T1/2细胞成脂分化过程中的时序性表达规律;构建慢病毒包被的过表达/干扰FNDC5载体,转染C3H10T1/2细胞,采用qRT-PCR检测成脂分化关键基因的表达情况,油红O染色检测脂滴含量,利用Western 印迹检测细胞外信号调节激酶（extracellularregulatedkinase1/2,ERK1/2）及磷酸化ERK1/2（P-ERK1/2）的表达水平。C3H10T1/2细胞成脂诱导分化8d,Fndc5的表达量明显升高（P＜0.05）;C3H10T1/2细胞中过表达FNDC5,成脂分化关键基因过氧化物酶体增殖物激活受体-γ（peroxisome proliferator--activated receptor-γ,PPARγ）、脂肪酸结合蛋白4（fatty acid binding protein 4,FABP4）和CCAAT增强子结合蛋白α（CCAAT enhancer binding protein alpha,C/EBPα）的表达量显著降低（P＜0.01）,CCAAT增强子结合蛋白β（CCAAT enhancer binding protein beta,C/EBPβ）表达量明显降低（P＜0.05）,脂滴含量明显减少,P-ERK1/2的含量明显降低（P＜0.05）。C3H10T1/2细胞中干扰FNDC5,成脂分化关键基因PPARγ、C/EBPβ、FABP4和C/EBPα的表达量显著升高（P＜0.01）,脂滴含量明显增加,P-ERK1/2的含量明显升高（P＜0.05）。本研究发现,FNDC5可以通过抑制ERK1/2的磷酸化水平,抑制C3H10T1/2细胞的成脂分化,为FNDC5调控脂肪沉积的机制研究提供参考数据。     

MYOZ2通过负调控TCAP的表达促进C3H10T1/2细胞成脂分化

本研究旨在明确钙调磷酸酶肌小节结合蛋白2（myozenin2,MYOZ2）的组织表达特性,阐明其对C3H10T1/2细胞成脂分化的影响及可能的作用机制。采集180日龄马身猪、60日龄ICR小鼠、35日龄罗斯肉鸡和12月龄小尾寒羊背最长肌、皮下脂肪和肝组织,检测MYOZ2基因mRNA表达。结果显示,MYOZ2基因在所检测的物种中表现出相似的组织表达规律,在背最长肌表达量最高,皮下脂肪与肝组织低水平表达。在C3H10T1/2细胞中沉默MYOZ2基因后,qRT-PCR结果显示,与对照组相比,成脂关键基因PPARγ、FABP4表达极显著下调（P<0.01）;Western 印迹结果表明,PPARγ蛋白含量显著降低（P<0.05）;油红O染色发现,沉默MYOZ2基因后脂滴数明显减少,甘油三酯含量显著降低（P<0.05）。利用qRT-PCR技术检测沉默MYOZ2基因后,脂肪代谢相关基因SCD、FASN、SREBP1、NR1H3、DGAT1、PNPLA2、HSL、CES1、CPT1等的表达,结果显示,SCD、FASN、SREBP1、PNPLA2、HSL极显著下调（P<0.01）,NR1H3显著下调（P<0.05）,DGAT1表达下调但差异不显著,CES1、CPT1显著上调（P<0.05）。利用STRING数据库构建MYOZ2相关蛋白质互作网络图,发现MYOZ2可能通过肌联蛋白帽（Titin-cap,TCAP）与PPARγ相互作用进而影响成脂分化。沉默TCAP基因,qRT-PCR结果显示,与对照组相比,成脂关键基因PPARγ、FABP4表达极显著上调（P<0.01）;Western 印迹结果表明,与对照组相比,PPARγ蛋白含量显著升高（P<0.05）;油红O染色发现,沉默TCAP基因后脂滴数明显增多,甘油三酯含量显著升高（P<0.05）。利用qRT-PCR技术检测沉默MYOZ2后TCAP基因的表达结果显示,沉默MYOZ2后TCAP的表达极显著升高（P<0.01）。综上所述,MYOZ2基因在背最长肌中表达量最高,在皮下脂肪和肝组织中也有少量表达。此外,MYOZ2可能通过MYOZ2-TCAP-PPARγ途径影响成脂关键基因PPARγ和FABP4的表达,进而调控脂肪酸代谢相关基因SCD、FASN、SREBP1、NR1H3、DGAT1、PNPLA2、HSL、CES1、CPT1,在成脂分化过程中发挥重要作用。     

猪环状RNA IGF1R促进脂肪细胞分化

环状RNA(circular RNA, circRNA)作为竞争性内源RNA(competitive endogenous RNA, ceRNA)在细胞分化调控中发挥着重要作用。本研究旨在对猪环状RNA IGF1R(circular RNA insulin-like growth factor 1 receptor, circIGF1R)进行鉴定及分析,探明其表达规律,构建猪circIGF1R相关的ceRNA调控网络,并探究其异位表达对小鼠间充质干细胞(C3H10T1/2)成脂分化的调控作用。通过正反向引物PCR、Sanger测序、RNase R酶消化检测和qRT-PCR验证circIGF1R是胰岛素样生长因子1受体(insulin-like growth factor 1 receptor, IGF1R)第二外显子形成的circRNA,它在猪各组织中均有表达,且其表达量在脂肪组织中随日龄增加呈上升趋势;使用miRDB、TargetScan和miRWalk在线软件预测circIGF1R靶基因,运用RNAhybrid软件进行结合位点预测,使用DAVID生物信息功能分析软件对候选靶基因进行GO和KEGG富集分析,运用Cytoscape软件构建ceRNA网络,基于基因表达相关性和预测的靶标关系,绘制了GO和KEGG富集分析及构建了ceRNA网络;双荧光素酶报告基因分析证明circIGF1R及FABP4可与ssc (Sus scrofa chromosome) -miR-133a-5p结合;成功构建circIGF1R过表达载体,在间充质干细胞C3H10T1/2中异位表达,过表达circIGF1R后关键成脂调控因子CEBPα、CEBPβ、FABP4和PPARγ极显著升高(P＜0.01),脂滴数量显著增加。本研究结果证明,circIGF1R在猪脂肪组织中存在,并且可能通过ceRNA机制正调控C3H10T1/2细胞成脂分化,为进一步研究circIGF1R调控猪前体肌内脂肪细胞成脂分化奠定理论基础。     

猪H-FABP基因PCR-SSCP分析

应用PCR-SSCP方法分析了H-FABP基因在山西白猪、马身猪、大白猪、长白猪和杜洛克猪5个猪种的多态性。结果表明:在H-FABP基因内含子1中发现了多态位点,该位点上具有两个等位基因A和B,马身猪BB基因型频率最高,B等位基因频率明显高于A等位基因频率;其余4个猪种AA基因型频率最高。序列测定的结果表明,SSCP的变异是由碱基C→T的替换造成的。     

山西马身猪及其杂交后代H-FABP基因的PCR-RFLP检测

运用PCR-RFLP法检测马身猪及其杂交后代H-FABP基因多态性。结果表明,马身猪在Hinf Ⅰ-RFLP位点上有HH和Hh两种基因型,在HaeⅢ-RFLP位点上只有DD基因型,在HinfⅠ*-RFLP位点上有BB和Bb两种基因型,等位基因以h、D、B占优势,其频率分别为0．958、1．000和0．968。其杂交后代在HaeⅢ-RFLP位点上只检测到两种基因型DD和Dd。     

猪主要经济性状候选基因的研究进展

随着人类基因组计划的完成和动物基因组计划的进行,许多控制动物经济性状的主基因逐渐被发现,并显示出巨大的应用前景。本文概述了影响猪繁殖、肉质、生长发育等主要经济性状的主基因的基因大小、基因定位和基因效应等,对主基因的研究在动物遗传育种科学发展中的意义也作了一些阐述。 Abstract:With the accomplishment of human genome project and the development of animal genome project,many major genes affecting animal economic traits were gradually detected,and they show great application prospect.Major genes affecting reproductive traits,meat quality traits,growing and developing traits of pig are summarized from their size,location and effect.In addition,the meaning of major gene in the improvement of animal breeding and genetics is also discussed.     

猪H-FABP基因第三内含子的遗传变异

以马身猪、大白猪、长白猪和杜洛克猪四个品种共190头猪为实验动物,成功扩增出猪H-FABP基因intron 3的全序列,全长1 350 bp,已向GenBank提交,检索号为DQ 002993。根据序列测定结果设计引物P2,扩增其中255bp的片段,应用PCR-SSCP分析发现P2-SSCP多态位点,该位点上具有两个等位基因A和B。在4个猪种中,AA基因型频率最高,A等位基因频率明显高于B等位基因频率。序列测定的结果表明,P2-SSCP的变异是由碱基A→G的替换造成的。     

FUT1基因多态性及其与产仔性状的关联性研究

采用PCR-RFLP技术6个中外品种共245头猪的FUT1基因进行了研究, 结果表明, Hin 6Ⅰ位点上, 大白猪、长白猪和杜洛克猪3个外来猪种均存在多态, 且以敏感型(GG型和AG型)居多; 山西黑猪、太原花猪和马身猪3个本地猪种的所有检测样品都表现为GG型。用方差分析方法分析FUT1基因型、品种和胎次与产仔性状之间的关系, 基因型和品种对猪的总产仔数的影响显著, 胎次对总产仔数影响不显著。而基因型、品种和胎次对产活仔数影响均不显著。     

调控肌肉生长发育的lncRNAs

长链非编码RNA（long non-coding RNA, lncRNA）是存在于真核生物体内的一种长度大于200 nt主要由RNA聚合酶Ⅱ转录而来的RNAs,且不具有编码蛋白质能力。作为机体基因调控网络的重要调节因子,lncRNA在X染色体沉默、脂肪代谢、细胞生长发育等方面发挥重要作用。近期研究结果表明,lncRNA通过介导表观遗传、转录水平和转录后水平调控等方式,参与骨骼肌的生长发育以及分化过程的调节,包括调控肌源性干细胞和成肌细胞的增殖、分化和肌管的融合等进程,从而影响肌肉的生长发育。本文概述了lncRNA的分类与生物学功能,归纳了lncRNA的作用机制,重点介绍参与骨骼肌生长发育调控的lncRNAs,分析目前lncRNA研究面临的机遇及挑战,展望未来研究的热点与方向,以期为lncRNA在肌肉生长调控方面开展深入研究提供参考。