發(fā)布時間：2019-07-20 12:18

【摘要】：肌肉組織中成肌-成脂平衡的控制與畜禽肉品質(zhì)和人類疾病息息相關(guān),本論文通過四個試驗探討了豬骨骼肌來源成肌和成脂細胞分化差異的分子機制。(1)試驗一采用差速貼壁法獲得豬骨骼肌來源成肌和成脂細胞,采用流式細胞術(shù)研究兩種細胞的細胞表面抗原特性,并采用組織化學(xué)及熒光定量PCR的方法研究其在誘導(dǎo)作用下成肌和成脂分化潛能。結(jié)果表明,成肌和成脂細胞的表面抗原特征為CD29+/CD90+/CD34-,證明了兩種細胞的間充質(zhì)來源�？焖儋N壁細胞具有成脂分化能力但不能成肌分化,是成脂細胞,慢速貼壁細胞有成肌分化能力但不能成脂分化,是成肌細胞(2)試驗二研究了兩種細胞表達譜的差異,旨在從轉(zhuǎn)錄水平上探討影響成肌和成脂細胞分化方向不同的分子機制。本研究鑒定到448個差異基因(Differemtially expressed genes,DEGs)(FDR0.05和|log2FC|≥1),與成脂細胞相比,成肌細胞中358個基因上調(diào),90個基因下調(diào)�；�于差異基因進行功能富集分析,KEGG分析表明,顯著富集的信號通路包含在細胞環(huán)境信息處理、細胞過程、生物系統(tǒng)、代謝和人類疾病等方面。細胞分化相關(guān)的基因PDGFRα、TGFA3、ITGB6、MLCK和MLC是聯(lián)系細胞微環(huán)境和細胞過程的樞紐。本研究首次發(fā)現(xiàn)成肌細胞內(nèi)Ca2+-MLCK和RHO-DMPK兩個信號途徑上調(diào),并上調(diào)MLC,介導(dǎo)細胞骨架的重塑,參與調(diào)控成肌和成脂分化的差異。(3)試驗三旨在探討DNA甲基化修飾對成肌和成脂細胞基因表達模式差異的調(diào)控作用。本研究構(gòu)建了成肌和成脂細胞的甲基化圖譜,共鑒定11,361個差異甲基化區(qū)域(Differentially methylated regions,DMRs)(FDR0.05,δ0.03),與成脂細胞相比,在成肌細胞中 5,372(47.3%)個DMRs甲基化程度高、5,989(52.7%)個DMRs甲基化程度低,所有DMRs對應(yīng)5,333個基因,其中包括與細胞成肌和成脂分化相關(guān)的重要轉(zhuǎn)錄因子。DNA甲基化數(shù)據(jù)與基因表達譜數(shù)據(jù)聯(lián)合分析結(jié)果表明,153個基因表達變化的同時甲基化也發(fā)生變化,其中酪氨酸激酶受體(FGFR2、FGFR4、MET和PDGFRa)和細胞外基質(zhì)受體(/TGA49)是聯(lián)系胞內(nèi)信號和胞外信號的樞紐分子,本研究推測DNA甲基化可能影響基因表達模式進而介導(dǎo)豬骨骼肌來源成肌和成脂細胞的差異分化。(4)試驗四旨在探討轉(zhuǎn)錄因子(Transcription factors,TFs)表達及其結(jié)合位點甲基化的變化對成肌和成脂細胞分化差異的影響。本研究分析了成肌和成脂細胞中的TFs,在成肌細胞中成肌特異性轉(zhuǎn)錄因子MYF5、MYOD1、MYOG、MEF2C、SIX1和SIX2表達量高;在成脂細胞中成脂特異性轉(zhuǎn)錄因子C/EBPα、PPARγ、ZNF423和EBF2表達量高。對DMRs進行轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合位點(Transcription factors binding sites,TFBSs)分析發(fā)現(xiàn),TFBSs甲基化狀態(tài)在成肌和成脂細胞之間存在差異,值得注意的酪氨酸激酶受體(FGFR2、PDGFRα和MET)和細胞表面鈣離子通道ATP2B3的DMRs存在成肌(MYOD1和MYOG)和成脂(KLF5和PPAG)特異性轉(zhuǎn)錄因子的結(jié)合位點。上述結(jié)果表明轉(zhuǎn)錄因子表達及其結(jié)合位點甲基化的變化可能影響豬肌肉成肌和成脂細胞分化的差異。綜上所述,本研究揭示了細胞成肌和成脂分化調(diào)節(jié)的機制是多渠道的,包括DNA甲基化修飾介導(dǎo)的成肌和成脂特異性轉(zhuǎn)錄因子與其靶基因的結(jié)合和轉(zhuǎn)錄因子表達水平,差異地調(diào)節(jié)了兩種細胞基因表達模式,進而導(dǎo)致了細胞成肌和成脂分化方向的差異,并最終影響了骨骼肌發(fā)育過程中成肌-成脂的平衡。
【圖文】：

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【學(xué)位授予單位】：中國農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：S828

【參考文獻】

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1 Ning Shi;Shi-You Chen;;From nerve to blood vessel:a new role of Olfm2 in smooth muscle differentiation from human embryonic stem cell-derived mesenchymal cells[J];The Journal of Biomedical Research;2015年04期

2 Anne Seifert;David F Werheid;Silvana M Knapp;Edda Tobiasch;;Role of Hox genes in stem cell differentiation[J];World Journal of Stem Cells;2015年03期

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1 王海飛;豬外周血單核細胞抗病毒反應(yīng)的轉(zhuǎn)錄組及全基因組DNA甲基化調(diào)控研究[D];中國農(nóng)業(yè)大學(xué);2016年

本文編號：2516725