猪肌生成抑制素及其相关因子的表达分析

论文摘要

肌生成抑制素,也被称作生长分化因子-8（GDF-8）,是在1997年发现的转化生长因子p超家族的成员之一。在人与动物中,肌生成抑制素的主要功能是抑制骨骼肌的生长和发育。由于这种生物学功能,使得其抑制因子或可溶性受体在促进肌肉的生长,以及肌营养不良、肌肉退行性或代谢性疾病等疾病的治疗中得到应用成为可能。肌生成抑制素的内分泌抑制因子包括Follistatin, Decorin,肌生成抑制素前肽以及可溶性ActRIIB等,大量研究结果表明,这些因子可以促进肌肉组织的生长与肌细胞的增值。阻断肌生成抑制素的功能对减缓或抑制Ⅱ型糖尿病或肥胖是非常有益的。但是,肌生成抑制素并不是一个肌肉特异性表达的因子。据报道,多种动物组织的活细胞能够表达肌生成抑制素,并且由于其表达已经在一定程度上影响了这些组织或细胞的生物学功能。例如,肌生成抑制素能够调控肌腱组织的结构与功能,影响脂肪组织的代谢。肌生成抑制素已经确定在小鼠的乳腺组织中有表达。除了在肌腱与乳腺组织中表达外,其在猪的垂体前叶或大鼠的子宫中也有表达。因此,肌生成抑制素具有广泛的组织分布。本实验中,我们检测了Myostatin、Follistatin、Decorin及ActRIIB的mRNA及蛋白质的在6月龄健康大白猪骨骼肌、脂肪、心肌、肝、脾、肺、肾及成纤维细胞中的转录与表达。实时定量PCR及western blot分析证实这些因子的mRNA及蛋白质在所有检测的组织中都有表达。在骨骼肌中,尽管Myostatin mRNA显著高于其它组织与成纤维细胞,但是其蛋白质水平在所有检测组织中最低。免疫组织化学分析进一步确定了肌生成抑制素及其抑制子在多种猪组织中的存在性。另外,我们分析了肌生成抑制素敲除杂合子猪多种组织中这些因子mRNA及蛋白质的转录与表达水平。在肌生成抑制素杂合子猪的多种组织中,Myostatin蛋白表达水平伴随着Follistatin与Decorin蛋白浓度的升高而升高,并且SMAD2/3、P38通路的活性增强,P21的表达也上调。另外,我们用构建的肌生成抑制素真核表达载体瞬时转染了人肝星状细胞,尽管实时定量PCR与Western Blot的结果表明Myostatin mRNA与蛋白质的表达都显著高于对照组,但是Follistatin、Decorin及ActRIIB的mRNA与蛋白质的表达并未受到影响。以上结果表明,肌生成抑制素是一个在猪的内脏及肌肉组织中广泛表达的细胞因子。另外,Myostatin、Follistati、Decorin及ActRIIB之间呈现一定的关联性,彼此相互影响,并且具有相似的蛋白表达模式,它们之间相互作用的场所是细胞外基质。肌生成抑制素在调控能量代谢与组织纤维化方面也可能起着重要的作用。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 前言
• 第一篇 文献综述
• 1 肌生成抑制素的结构特点及活性
• 2 肌生成抑制素自然突变以及伴随的表型
• 2.1 肌生成抑制素基因突变在牛上的鉴定
• 2.2 肌生成抑制素基因突变相关的肌肉表型
• 3 肌生成抑制素人工诱变的生理学影响
• 3.1 肌生成抑制素与骨骼肌组织
• 3.2 肌生成抑制素与脂肪组织
• 4 肌生成抑制素表达改变后的病理生理学影响
• 4.1 肌肉萎缩与肌生成抑制素表达调控
• 4.2 肌生成抑制素与卫星细胞
• 4.3 肌生成抑制素与肌营养不良症模型小鼠（mdx鼠）及营养性肌萎缩症模型小鼠（dy鼠）
• 5 肌生成抑制素通路与效应的体外研究
• 5.1 肌生成抑制素抑制细胞增殖
• 5.2 肌生成抑制素抑制肌细胞终末分化
• 5.3 肌生成抑制素抑制细胞凋亡
• 5.4 肌生成抑制素影响脂肪细胞的形成
• 6 肌生成抑制素的信号通路
• 6.1 肌生成抑制素表达的调控
• 6.2 肌生成抑制素结合蛋白
• 6.3 肌生成抑制素信号通路
• 7 结论
• 第二篇 研究内容
• 第一章 肌生成抑制素及其相关因子在猪多种组织中表达的分析
• 1.1 材料与方法
• 1.2 实验结果与分析
• 1.3 讨论
• 1.4 小结
• +/-猪多种组织中表达的分析'>第二章 肌生成抑制素及其相关因子在myostatin^+/-猪多种组织中表达的分析
• 2.1 材料与方法
• 2.2 实验结果与分析
• 2.3 讨论
• 2.4 小结
• 第三章 猪肌生成抑制素及其相关因子在人肝星状细胞中表达的研究
• 3.1 材料与方法
• 3.2 实验结果与分析
• 3.3 讨论
• 3.4 小结
• 结论
• 参考文献
• 导师简介
• 作者简介
• 在学期间所取得的科研成果
• 致谢