lncRNA TCONS_00815878对猪骨骼肌卫星细胞分化的影响

猪骨骼肌发育是一个复杂的生物学过程,其中骨骼肌卫星细胞分化是影响骨骼肌发育的重要环节。近年来发现长链非编码RNA (long non-coding RNA, lncRNA)在骨骼肌卫星细胞分化中具有重要作用。为探究lncRNA TCONS_00815878对猪骨骼肌卫星细胞分化的影响,本研究利用qRT-PCR技术检测出生7 d内大白仔猪6种组织(心脏、脾脏、肺脏、肾脏、背肌和腿肌)及从胚胎期到出生后5个不同时间点(35 d、45 d、55 d胚胎及产后第7 d和第200 d后腿肌肉组织) TCONS_00815878的表达情况;利用反义核苷酸(antisense oligonucleotides, ASO)在猪骨骼肌卫星细胞中敲低TCONS_00815878,检验分化标记基因MyoD、MyoG和MyHC表达情况;通过生物信息学分析预测TCONS_00815878靶基因,并利用DAVID软件在线预测其靶基因的功能与通路。结果表明:TCONS_00815878在猪心肌和腿肌中高表达;仔猪出生后7 d内,TCONS_00815878在猪肌肉组织中表达量不断升高,第7 d达到高峰;在猪骨骼肌卫星细胞增殖和分化过程中,TCONS_00815878在分化期表达量不断上升,且在分化30 h表达量达到峰值;敲低TCONS_00815878后,MyoD、MyoG和MyHC基因表达量降低,其中MyoD表达量显著下降(P0.05)。此外,功能预测结果发现,其靶基因富集到糖酵解和丙酮酸代谢等与骨骼肌卫星细胞分化相关的多个生物学过程。本研究推测,lncRNA TCONS_00815878可能对猪骨骼肌卫星细胞的分化起促进作用。     

利用CRISPRi干扰研究MyoG和Myf6基因对牛骨骼肌卫星细胞分化的影响

CRISPR干扰(clustered regularly interspaced short palindromic repeat interference,CRISPRi)技术因高效的基因干扰效率而成为基因功能研究的重要工具。Myo G、Myf6基因是生肌调节因子家族(myogenic regulatory factors,MRFs)的重要成员,是骨骼肌分化所必需的调控因子。该研究以牛骨骼肌卫星细胞为实验材料,探讨Myo G和Myf6基因在骨骼肌卫星细胞分化过程中的相互关系。构建Myo G、Myf6基因CRISPRi载体,分别转染牛骨骼肌卫星细胞,诱导其分化,Real-time PCR检测肌肉分化重要功能基因Myo G、Myf6、MYH2、Myo D的表达情况。结果表明,在牛骨骼肌卫星细胞分化期间,抑制Myo G基因表达将诱导Myf6基因的代偿性升高,但并不能完全弥补Myo G基因的缺少对肌肉分化产生的影响,而抑制Myf6基因表达则不会引起Myo G基因表达升高,这为肌肉分化机制的阐明提供了理论依据。     

雷州黑鸭胚胎期骨骼肌发育表达与功能分析

为保护雷州黑鸭优异的肉用性能,并开发利用这一珍贵的种质资源,研究选取雷州黑鸭为实验素材,对其胚胎期胸腿肌进行组织切片观察,并采用q RT-PCR与Western blot试验方法检测了Pax3、DCN和MSTN等基因在8、13、18、23和28胚龄胸腿肌中的发育性表达规律。同时用q RT-PCR法检测了雷州黑鸭28胚龄时Pax3、DCN和MSTN基因在各组织中m RNA的差异性表达量。胸腿肌组织切片观察雷州黑鸭胚胎期腿肌的发育明显早于胸肌;荧光定量PCR结果显示,雷州黑鸭Pax3、DCN和MSTN基因在各阶段胸腿肌中的相对表达量在23和28胚龄期最高,显著高于其它胚龄(P0.05);雷州黑鸭28胚龄时各组织中Pax3、DCN和MSTN基因在胸肌和腿肌中的表达显著高于其他组织(P0.05);Western blot结果表明,在胸腿肌中Pax3、DCN和MSTN蛋白的表达量在8胚龄期最低,在23胚龄时表达量显著高于其它胚龄(P0.05),达到高峰。结合切片图对比表达模式的分析表明在肌纤维的形成以及生长发育过程中,Pax3、DCN和MSTN基因对骨骼肌的生理特性起到决定性作用,在雷州黑鸭胚胎期骨骼肌发育过程中的不同阶段调控着早期胚胎中前体肌细胞的分化、增殖、促进肌纤维的形成。     

干扰Sema7A抑制C2C12成肌细胞的增殖和分化

为研究脑信号蛋白家族（Semaphorins）成员Sema7A对成肌细胞增殖和分化的影响,本文设计并合成了Sema7A基因的小干扰RNA（small interfering RNA,siRNA）,用此siRNA转染C2C12成肌细胞．通过Hoechst核染和流式细胞术检测细胞增殖情况,免疫荧光检测肌管的形成情况,real-time qPCR和Western印迹技术检测成肌标记基因的变化.结果显示,干扰Sema7A后,C2C12成肌细胞增殖减慢,处在G2和S期的细胞所占的比例明显下降,而G1期细胞的比例升高．免疫荧光检测结果显示,干扰Sema7A后,肌管的直径及MyHC+细胞所占比例均显著降低．Real-time qPCR和Western印迹结果也显示,肌肉分化标志基因MyoD、MyoG、MyHC的mRNA及蛋白质表达均下降．进一步检测Sema7A受体下游信号通路发现,干扰Sema7A后,其下游信号分子PI3K和AKT的磷酸化水平被下调．以上结果表明,Sema7A可以调节C2C12成肌细胞的增殖和分化,可能是通过其受体作用于PI3K/AKT信号通路实现的,这为进一步研究Sema7A在骨骼肌发育中的作用提供实验基础.     

鸡骨骼肌卫星细胞的分离培养、鉴定及生物学特性研究

采用I型胶原酶和胰蛋白酶二步消化,经体外培养获得鸡骨骼肌卫星细胞,并通过检测肌卫星细胞特异基因的表达进行鉴定。结果表明：二步消化法适用于鸡骨骼肌卫星细胞的分离和获取,此方法分离得到的鸡骨骼肌卫星细胞表达卫星细胞特异的标志基因desmin和Pax7,并具有良好的增殖和分化能力,为鸡骨骼肌细胞增殖、分化和再生机制的研究提供技术平台。      

MyoG基因结构与功能研究进展

肌细胞生成素(myogenin,MyoG)是生肌调节因子MRFs(MyoD、MyoG、Myf5和MRF4)家族的一员,它的表达具有控制成肌细胞融合的起始,促使成肌细胞的增殖作用,使单核成肌细胞转变成为多核的肌纤维。因此被认为在MyoD家族中具有中心地位。本文就MyoG基因的结构、定位、作用机制、多态性及其与生产性能的关系等作以下综述。     

关岭牛MyoD玉基因启动子报告质粒的构建及活性验证

为了克隆关岭牛MyoD玉基因启动子并验证其启动活性,根据GenBank中牛的MyoD玉基因序列设计PCR引物,用PCR技术扩增牛MyoD玉基因的启动子,构建重组克隆载体pUCmT-MyoD玉;并通过PCR扩增、限制性酶切、测序及生物信息学分析对阳性克隆进行鉴定;构建报告质粒pGL3-MyoD玉,并将其转染小鼠C2C12、3T3-L1细胞系,检测其24 h后的双荧光素酶活性。实验结果获得了关岭牛MyoD玉基因启动子,其序列长度为993 bp,并成功构建了MyoD玉启动子报告质粒;双荧光素酶活性检测表明pGL3-MyoD玉在小鼠C2C12细胞中的表达是pGL3空载体40.65倍,在小鼠3T3-L1细胞中的表达是空载体的1.13倍,MyoD玉启动子在小鼠C2C12细胞中的表达高于3T3-L1细胞(**p<0.01)。结果表明关岭牛MyoD玉基因启动子具有启动活性,在小鼠骨骼肌细胞中特异性表达。     

脉冲电磁场对C2C12 成肌细胞增殖影响的实验研究

目的:研究不同强度脉冲电磁场干预对成肌细胞增殖的影响。方法:10Hz脉冲低频电磁场刺激经复苏后培养贴壁良好的C2C12成肌细胞,根据不同磁场强度和作用时间将其分为A、B、C组,无磁场干预的为对照组。采用RT-q PCR检测不同磁场强度下成肌细胞标记基因Myf5、Myo D及Pax7的m RNA的表达。结果:经RT-q PCR检测三种基因的表达情况,Myf5 m RNA在1.5 m T磁场强度下照射第五天表达最高;0.5 m T磁场强度下Myf5 m RNA的表达与对照组相比无统计学意义(P>0.05);1.0 m T磁场强度下Myf5 m RNA表达与对照组比较差异具有统计学意义(P<0.05);1.5 m T磁场强度下Myf5 m RNA表达与对照组比较差异具有统计学意义(P<0.05)。对照组Myo D m RNA的表达要比磁场作用下表达要高。三个磁场强度下Myo D m RNA表达与对照组相比均无统计学意义(P>0.05)。0.5 m T、1.0 m T磁场强度下Pax7 m RNA的表达要比对照组要高,与对照组相比具有统计学意义(P<0.05);1.5 m T磁场强度下Pax7 m RNA表达与对照组相比无统计学意义(P>0.05)。结论 :1.5 m T脉冲电磁场强度下作用5天对体外培养的成肌细胞Myf5 m RNA标记基因增殖促进作用最强。     

miR-143-3p促进C2C12成肌细胞分化

MicroRNAs (miRNAs) 是一类小非编码RNA,近年研究发现其在骨骼肌发育调控中发挥重要作用.为探明miR-143-3p在C2C12成肌细胞分化中的调控作用,采用 real-time PCR 检测了miR-143-3p在小鼠各组织及C2C12成肌细胞分化过程中的表达;使用miR-143-3p 的模拟物和特异性抑制剂分别处理细胞,采用 real-time PCR 和 Western印迹分别检测成肌因子 MyoG和成肌标志基因 MyHC mRNA和蛋白水平的变化;用免疫荧光染色的方法观察肌管的形成.结果显示,miR-143-3p在小鼠各组织中均有表达,并且随着细胞分化表达量逐渐增加;C2C12成肌细胞过表达 miR-143-3p,与对照组相比,成肌调控因子MyoG和成肌标志基因MyHC 的mRNA和蛋白表达均显著升高,肌管数量明显增多;抑制剂处理结果显示,细胞分化被显著抑制.检测miR-143-3p对MyHC各亚型表达的影响发现,miR-143-3p表达的变化并不直接影响MyHC各亚型的表达.以上结果说明, miR-143-3p在骨骼肌和成肌细胞中均有表达,能够促进C2C12成肌细胞分化,但并不直接调控MyHCs的表达.     

METTL3对皮肤鳞状细胞癌细胞的增殖和分化的影响研究

皮肤鳞状细胞癌来源于表皮干细胞的自我更新和分化的平衡失调。近来研究表明,甲基转移酶3(METTL3)介导的m6A修饰在多种癌症研究中成为前沿热点。然而, METTL3在皮肤鳞状细胞癌中的作用尚未报道。该研究目的在于了解METTL3在皮肤鳞状细胞癌发生中的作用。通过构建shRNA敲低皮肤鳞状细胞癌中METTL3,研究其对WTAP、METTL14以及m6A修饰水平的作用。此外,应用免疫组化、免疫印迹、qPCR以及裸鼠荷瘤实验,在体外和体内水平研究敲低METTL3对鳞状细胞癌增殖、分化和自我更新的影响。结果显示, METTL3在鳞状细胞癌细胞中表达上调。敲低METTL3能降低METTL14以及m6A修饰水平。敲低METTL3促进癌细胞的分化,并增加IKKα的表达;同时抑制癌细胞的增殖和自我更新,降低自我更新相关基因的表达。综上,该实验证明了METTL3在调节皮肤鳞状细胞癌细胞分化和自我更新中的关键作用。该研究也为皮肤鳞状细胞癌的治疗提供一个新的靶点。     

MRFs家族基因在翘嘴鳜成体不同组织及器官中的表达特征

生肌调节因子(MRFs)家族成员包括MRF4、Myf5、Myogenin和MyoD,是肌肉形成的关键控制因素,其作为一种转录因子在肌肉的发育分化过程中发挥重要作用。本研究通过RT-qPCR方法分析MRFs家族基因在翘嘴鳜成体中不同组织及器官的表达情况,阐明其在肌肉组织中的特异性表达。结果显示:MRFs家族基因在成体翘嘴鳜肌肉、心脏、肝脏、脾脏、肾脏、肠道和脑组织及器官中均检测到表达,且在肌肉中的表达量显著高于其他组织及器官中的表达量(p<0.05)。为研究生肌调节因子在翘嘴鳜肌肉发育过程中的作用提供了基础资料。     

EGCG通过抑制wnt/β-catenin信号通路调节猪骨骼肌卫星细胞的增殖和分化

为了阐明Wnt/β-catenin信号通路在猪骨骼肌卫星细胞增殖分化中的作用,利用Wnt/β-catenin信号通路抑制剂(-)-表没食子儿茶素没食子酸酯(EGCG)处理猪骨骼肌卫星细胞,采用MTT、流式细胞术、免疫荧光和Western印迹等方法检测了细胞增殖和分化情况.结果显示,与对照组相比,EGCG以时间、浓度依赖方式抑制猪骨骼肌卫星细胞的增殖.流式细胞术检测细胞周期结果表明,与对照组相比,经EGCG处理后,猪骨骼肌卫星细胞的G1期细胞比例上升,而G2和S期细胞比例下降,这说明细胞被阻滞在G1期,细胞的增殖受到抑制.免疫荧光检测分化过程中MyHC的表达,与对照组相比,EGCG促进猪骨骼肌卫星细胞的分化,并降低增殖标志基因MyoD以及细胞周期蛋白D的表达量,而提高了分化标志基因MyoG和MyHC的表达量.在猪骨骼肌卫星细胞增殖分化过程中,EGCG降低β-联蛋白的表达量,且核内的β-联蛋白明显减少.结果表明,EGCG通过抑制Wnt/β-catenin信号通路抑制猪骨骼肌卫星细胞的增殖,促进其分化.     

IGF-1通过SRF结合位点调节SMYD1在C2C12细胞中的表达

SMYD1是组蛋白甲基转移酶,在骨骼肌和心肌中特异表达,是调节心肌和骨骼肌发育的关键因子.虽然SMYD1的生物学功能比较清楚,但细胞外因子调节SMYD1基因表达的机制还没有报导.IGF-1能促进心肌和骨骼肌的发育、加速肌肉的损伤修复过程.通过Western印迹发现,在用IGF-1处理的C2C12细胞中,SMYD1的表达水平随处理时间逐步升高,SRF蛋白和Myogenin的表达也呈现类似的趋势.通过构建不同长度的SMYD1基因启动子荧光素酶报告基因载体,发现SMYD1基因启动子上IGF-1的应答区域位于-620～-110 bp;EMSA实验表明,SRF结合在SMYD1启动子的CArG位点,而IGF-1则能促进SRF与SMYD1启动子的结合;若将启动子上的CArG元件突变,IGF-1对SMYD1启动子的激活效应被削弱.可见IGF-1能够上调SMYD1在C2C12细胞中的表达,并且这种调控作用是部分通过调节SRF与SMYD1启动子上CArG位点的结合而实现的.此外,通过荧光素酶报告基因分析,发现SMYD1能够激活肌肉标志因子肌肉肌酸激酶(MCK)基因活性,而且与MyoD基因存在协同激活效应.因此,SMYD1可能是IGF-1的下游靶基因,SMYD1可能通过与MyoD协同作用,促进肌肉的分化。     

牛METTL3真核表达载体的构建及生物信息学分析

[目的]对牛甲基转移酶METTL3基因进行真核表达并对其蛋白进行生物信息学分析.[方法]以MDBK细胞为模板,RT-PCR扩增牛METTL3基因片段,构建pcDNA3.0-METTL3载体并转染至293T细胞后,进行Western Blotting验证,通过生物信息学在线工具分析METTL3蛋白.[结果]PCR、双酶切...     

KLHL31促进C2C12细胞的肌原分化

人类KLHL31基因是本实验室已克隆的基因,其蛋白质含有保守的BTB和串连重复的Kelch结构域,已有报道表明其在人类成体骨骼肌和心肌组织中特异表达。RT-PCR分析表明在C2C12细胞肌原分化过程中过表达KLHL31能够提高肌原分化标志基因MyoD与Myogenin的转录水平;荧光报告系统分析发现过表达KLHL31能够增强肌原分化相关基因MCK启动子的活性,表明KLHL31能够促进C2C12细胞的肌原分化。     

Myostatin通过Smad3下调MyoD的表达来抑制骨骼肌卫星细胞的分化

Myostatin基因,是肌肉生长的负调控因子,通过下调MyoD的表达抑制骨骼肌细胞的分化,但具体机制目前尚未完全清楚。本研究以体外培养的猪骨骼肌卫星细胞为实验材料,利用RNAi 技术,以Smad3为靶基因进行干扰研究,研究干扰前后猪骨骼肌卫星细胞增殖情况的变化以及MyoD、Myostatin基因的表达规律,进一步阐述三个基因间的调控关系。结果表明,Myostatin通过下调MyoD的表达,抑制骨骼肌卫星细胞的分化,但这种抑制作用是受Smad3调节的。     

干扰Sirt2促进C2C12成肌细胞分化

Sirt2是组蛋白去乙酰化酶(HDAC III)家族成员之一, 对细胞周期、自噬、脂肪细胞分化、神经细胞存活等生物学过程的调节发挥重要作用. 目前,Sirt2在肌肉发育过程中的研究尚未见报道.本文通过构建Sirt2慢病毒干扰载体,侵染C2C12成肌细胞,并用细胞免疫荧光化学、real-time PCR 和Western印迹方法,检测其对成肌分化标志基因及相关信号通路因子的影响. 结果显示,干扰质粒shRNA 663处理C2C12细胞后,Sirt2 mRNA及蛋白质表达水平与对照相比显著下调(P<0.01);C2C12细胞分化第4 d,MyoD,MyoG,MyHC mRNA及蛋白质表达均显著增加(P<0.01); PI3K,AKT,FoxO1磷酸化水平明显升高. 结果表明,Sirt2可通过PI3K/AKT/FOXO1信号通路来促进成肌细胞分化,是肌生成的一个潜在调节因子.     

过表达miR-155抑制C2C12成肌分化

为明确miR-155在C2C12成肌分化中的作用及分子机制,本研究构建了miR-155过表达腺病毒载体,运用过表达miR-155的腺病毒感染C2C12,并诱导其成肌分化。通过形态学观察,成肌标志基因mRNA和蛋白表达水平的检测,以及双荧光素酶报告基因系统对预测的miR-155靶基因(TCF4)的验证,结果表明,C2C12细胞分化中,过表达miR-155明显降低了肌管的形成,成肌标志基因MyoG和MyHC的mRNA表达量极显著地下降(P0.01),而MyoD差异不显著(P0.05),成肌标志基因蛋白检测结果与mRNA检测结果一致;进一步研究显示miR-155与预测的TCF4基因的3'UTR 3个靶点(1487-1493,1516-1522,4532-4583)中的1个(4532-4538)结合,并发现过表达miR-155显著降低了TCF4的mRNA水平(P0.05)。表明miR-155可能通过靶向TCF4抑制C2C12成肌分化。     

五指山猪不同组织中肌细胞生成素基因Myf4及生肌调节因子Myf6的表达

本文通过运用Real-time PCR技术,检测肌细胞生成素基因Myf4和生肌调节因子Myf6在出生后的第30天、第210天、第360天(出生到体成熟)的五指山猪肌肉组织中的表达变化,以及Myf4、Myf6在体成熟五指山猪肌肉、心、肝、脾、肺、肾、胃、小肠组织中mRNA相对表达情况。结果表明:Myf4及Myf6基因在五指山猪出生后在肌肉组织中的mRNA表达水平随着五指山猪的生长年龄生长而显著增长(p<0.05);Myf4及Myf6基因在成年五指山猪以上8种组织中均有表达,其中在肌肉组织中相对表达量最高。本研究结果将为五指山猪肌肉生长发育及矮小性状形成机理提供参考。     

过表达miR-103促进猪前体脂肪细胞分化

为阐明miR-103在猪前体脂肪细胞分化过程中的调控作用,采用Real-time PCR检测猪前体脂肪细胞成脂分化过程中的miR-103表达谱,明确了其在分化过程中的表达趋势;使用miR-103的腺病毒超表达载体感染猪原代脂肪细胞,随后采用Real-time PCR和Western blotting分别检测成脂标记基因PPARγ、aP2的mRNA和蛋白表达量变化;油红O染色观察腺病毒miR-103侵染的前体脂肪细胞诱导分化第8天的成脂情况。结果显示,miR-103的表达量随着脂肪细胞分化而增加,在miR-103超表达的猪原代脂肪细胞的诱导分化过程中,成脂标记基因PPARγ、aP2的表达量与对照相比显著升高,分化第8天观察到明显的脂滴。说明miR-103能够促进猪前体脂肪细胞分化。