摘要
肌肉生长抑制素(myostatin,MSTN)主要在骨骼肌中表达,参与调控骨骼肌的生长发育.MSTN基因突变引起肌肉过度发育,出现双肌表型.本研究以MSTN基因编辑的鲁西牛(Bos taurus)骨骼肌为材料,探究MSTN敲除后对牛肌肉表型的影响,通过转录组挖掘MSTN基因调控肌肉发育的机制.分别取比目鱼肌、腓肠肌、半腱肌和最长肌4种典型的骨骼肌,通过4种骨骼肌的苏木精-伊红染色(hematoxylin-eosin staining,HE)切片,观察MSTN基因敲除后对骨骼肌的影响,qRCR、Western blot检测4种骨骼肌中MSTN mRNA和蛋白表达量,最后通过转录组分析,探究MSTN敲除后对鲁西牛骨骼肌作用机制的靶基因.结果表明,与普通鲁西牛相比,MSTN基因编辑牛骨骼肌的肌纤维横截面积显著增大,肌间脂肪显著减少.转录组测序结果显示,MSTN基因编辑牛和普通牛的骨骼肌之间共鉴定出5945个差异表达基因表达(FC>1.5,P<0.05),其中在MSTN基因编辑牛骨骼肌中表达量上调基因有672个,有表达量下调基因5273个;这些差异基因主要集中在PI3K-Akt、MAPK、p53和AMPK等信号通路,参与肌卫星细胞增殖与分化等发育过程.研究表明,MSTN基因缺失促进了肌肉发育与分化相关基因的表达调控,增加了骨骼肌纤维的横截面积,由此产生肌肉肥大的表型.本研究为探究MSTN基因缺失牛骨骼肌肥大机制提供数据支持.
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