论文部分内容阅读
骨骼肌卫星细胞亦称为肌肉干细胞,是位于骨骼肌肌纤维的肌膜和基底膜之间具有增殖、分化潜力的肌源性干细胞,其增殖与分化程度对骨骼肌纤维的数量起决定性作用,决定了出生后动物肌肉的产量。 microRNA(miRNA)是一种长度为21~25个核苷酸(nt)进化上高度保守的非编码小RNA片段,广泛参与了机体生长发育、细胞命运决定、细胞周期进程和细胞凋亡等生命过程的调控,在动物的生长、发育和疾病发生等过程中都起着重要的作用。研究表明在鼠的骨骼肌卫星细胞中,miR-27b能够靶向作用Pax3,调控卫星细胞的增殖和分化,在鼠的胚胎中过表达miR-27b能够抑制Pax3的表达使肌肉的生成减慢,造成胚胎死亡,说明miR-27b在骨骼肌的生长发育中起到重要的调控作用。 为了明确猪骨骼肌卫星细胞中miR-27b的作用靶基因及靶基因的功能,进一步确定miR-27b对猪的骨骼肌卫星细胞增殖的调控,本研究分析了猪骨骼肌卫星中Notch1介导的信号通路与miR-27b之间的相互调控关系;运用生物信息学的方法预测miR-27b可能的靶基因I-mfa,将预测的靶基因的3’-UTR序列克隆到pmirGLO载体上构建萤光素酶报告载体,与miR-27b过表达片段共转染293FT细胞以证实其靶点,同时在猪的骨骼肌卫星细胞中过表达miR-27b片段,定量和Western Blot检测靶基因I-mfa的表达,进一步证实二者的作用关系;转染miR-27b过表达和干扰片段,检测了骨骼肌卫星细胞细胞增殖和周期的变化,并在基因水平上检测肌卫星细胞生长发育相关基因I-mfa、MyoD、MyoG、CCNB1、CCND1、CCND2和P21的表达,在蛋白水平上检测肌卫星细胞生长发育相关蛋白MyoD、MyoG和CCND1的表达,初步分析miR-27b影响骨骼肌卫星细胞增殖的分子机理;将靶基因I-mfa在猪的骨骼肌卫星细胞中过表达,发现I-mfa能够使细胞悬浮。所得结果如下: 1、在Notch信号通路激活和干扰Notch1的猪的骨骼肌卫星细胞中,检测miR-27b的表达量发生显著性的改变,在猪的骨骼肌卫星细胞中过表达和干扰miR-27b,并没有检测到Notch1的表达量发生改变,表明Notch信号通路可以调控miR-27b的表达,但miR-27b不能通过调控Notch1影响信号通路。 2、RT-PCR检测发现I-mfa在猪的骨骼肌卫星细胞中表达,但在猪的成纤维细胞中表达量低或不表达。 3、双萤光素酶报告载体和猪骨骼肌卫星细胞中过表达miR-27b,证明在猪的骨骼肌卫星细胞中I-mfa是miR-27b的靶基因。 4、通过流式细胞仪检测和细胞计数检测,发现过表达miR-27b能够抑制细胞进入细胞周期,抑制其增殖;干扰miR-27b能够促进细胞进入细胞周期,促进细胞增殖,说明miR-27b能够调控猪的骨骼肌卫星细胞细胞周期的变化进而对增殖产生影响。 5、miR-27b对细胞增殖的调控机理,通过定量结果表明,miR-27b过表达后,靶基因I-mfa的表达量极显著降低(P<0.01),MyoG极显著的升高(P<0.01);MyoD、细胞周期蛋白CCND1和CCND2的表达量未发生显著变化,CCNB1表达量极显著的降低(P<0.01),细胞周期的抑制蛋白P21的表达量极显著的升高(P<0.01)。干扰miR-27b后定量检测,靶基因I-mfa的表达量极显著升高(P<0.01),而MyoG显著降低(P<0.05);MyoD、细胞周期蛋白CCND1和CCND2的表达量都未发生显著变化,CCNB1表达量极显著的升高(p<0.01),细胞周期的抑制蛋白P21的表达量极显著的降低(P<0.01)。Western Blot蛋白水平结果表明miR-27b过表达24h后靶基因I-mfa的表达量发生显著降低,MyoG蛋白的表达量显著升高,细胞周期蛋白CCND1的表达量显著降低;miR-27b干扰24h后靶基因I-mfa的表达量发生显著升高,MyoG蛋白的表达量显著降低,细胞周期蛋白CCND1的表达量显著升高,但是MyoD蛋白的表达量并不能随着miR-27b的变化而发生改变。表明miR-27b通过直接作用靶基因I-mfa,进而作用于MyoG的表达,进一步调控细胞周期蛋白CCNB1和CCND1,以及细胞周期抑制蛋白P21影响猪的骨骼肌卫星细胞增殖。 6、在猪的骨骼肌卫星细胞中,过表达I-mfa,荧光显微镜下观察发现骨骼肌卫星细胞中I-mfa的过表达导致贴壁的细胞出现悬浮。