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脂肪酸对牛骨骼肌卫星细胞分化的影响

殷红艳  
【摘要】:骨骼肌形成和肌肉发育是一个复杂而高度组织化的过程,涉及肌细胞的增殖、分化以及多种生物化学分子的精确修饰。因此,骨骼肌细胞的增殖与分化受到诸多因素的调节,包括基因水平调节、蛋白水平调节、外界环境因素及细胞对营养成分的吸收和摄取等因素的调节。本研究通过对体外培养的不同分化阶段的牛骨骼肌卫星细胞(muscle-derived satellite cells,MDSCs)m RNA进行高通量测序,结果发现在牛MDSCs分化过程中,脂肪酸代谢途径中一些关键基因[CPT2(Carnitine palmitoyltransferase2,肉碱棕榈酰转移酶Ⅱ)、DGAT2(Diacylglycerol acyltransferase2,二酰甘油酰基转移酶Ⅱ)和ELOVL3(Fatty acid elongase3,脂肪酸链延长酶Ⅲ)]表达量发生显著变化,我们推测脂肪酸摄取及代谢对牛MDSCs的分化过程具有重要的调节作用,且目前关于脂肪酸对于牛骨骼肌发育的影响研究尚属空白。因此,本研究的目的在于通过体外添加脂肪酸的方式,探讨牛MDSCs在分化过程中对脂肪酸的摄取和吸收情况以及脂肪酸代谢的途径,进而明确脂肪酸在牛MDSCs分化中的作用及其发挥作用的方式,为探明肌肉发育和肌细胞分化的分子机制奠定基础。本研究通过向牛MDSCs培养体系中添加三种不同的脂肪酸(棕榈酸PA、油酸OA和二十二碳六烯酸DHA),检测其对体外培养的牛MDSCs分化的影响。采用免疫荧光染色,实时定量PCR和Western blot技术检测牛MDSCs分化过程中的标志性基因[Myo G(Myogenin,肌肉生成素)和MYH2(Myosin II,II型肌球蛋白)]的表达变化,进而探讨脂肪酸对牛MDSCs分化的影响;此外,通过实时定量PCR检测脂肪酸代谢途径中关键基因的表达变化,明确脂肪酸在牛MDSCs发育中的作用方式。最后,构建ELOVL3干扰表达载体,转染体外培养的牛MDSCs并诱导分化24h、48h和72h,实时定量PCR检测Myo G和MYH2的表达变化,进而探明ELOVL3基因对牛MDSCs分化的影响。结果显示,PA、OA和DHA处理的牛MDSCs肌管融合率均显著高于对照组,其中OA和DHA处理组的肌管融合率与对照组相比差异极显著;Myo G和MYH2的m RNA及蛋白水平检测结果显示,PA、OA和DHA处理的细胞中Myo G和MYH2的表达量显著高于对照组,且OA和DHA处理组显著高于PA处理组。三种脂肪酸处理的细胞中脂肪酸代谢途径中的关键基因(CPT2、DGAT2和ELOVL3)表达量都有显著升高的现象。ELOVL3干扰的牛MDSCs中,Myo G和MYH2的表达量在不同的分化时期显著减少,即ELOVL3能够促进牛MDSCs分化。结论:1.PA、OA、DHA都能够促进牛MDSCs的分化,且OA和DHA的促进作用更加显著;2.DHA主要是在CPT2基因的作用下进行氧化参与肌卫星细胞分化,而OA在ELOVL3的作用下形成极长链脂肪酸参与肌卫星细胞的分化,而三种脂肪酸在肌卫星细胞分化过程中合成甘油三酯的水平相当;3.ELOVL3能够促进牛MDSCs的分化。


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