论文摘要
转录因子是控制基因表达的一类蛋白质分子,通过调节靶基因的表达对机体的发育和代谢等起重要调控作用。Forkhead（Fox）转录因子是2000年才发布统一命名的一个新的蛋白质家族,在其17个亚家族中,FoxO主要通过转录调控和信号传导途径在动物的生长发育,细胞分化、代谢、凋亡和免疫等方面起重要作用。FoxO1是FoxO亚家族中发现最早的成员,其与成肌细胞分化及脂肪细胞代谢有关,并作为潜在因子参与骨骼肌的分化及Ⅰ型肌纤维基因的表达,因而是研究肌肉及脂肪组织发育和代谢的重要候选因子。本实验以猪为研究对象,从FoxO1基因的克隆入手,初步探讨FoxO1在不同品种猪组织器官中表达规律,及其在不同类型骨骼肌中的表达情况和可能的调控机理,主要研究结果如下:1.根据人、黑猩猩及大鼠等物种FoxO1基因同源序列设计引物,利用RT-PCR方法从猪肝脏中克隆了FoxO1基因cDNA的部分序列。测序后同源性比对发现,猪FoxO1基因与人、黑猩猩、大鼠、牛和狗的cDNA序列显示分别有87 %、87 %、85 %、87 %、和87 %的一致性。Genbank的登陆号为DQ673620。2.组织特异性表达分析表明,FoxO1基因在初生猪（1日龄）和成年猪（9月龄）的肝、肺、肾、脾、心、胃、皮下脂肪、内脏脂肪、背最长肌、股四头肌和皮肌等组织中均有表达,只是表达丰度随发育阶段和组织的不同而具有差异。1日龄猪的内脏脂肪中FoxO1的表达丰度最高,心脏和骨骼肌中相对较低;而9月龄猪的脾脏中FoxO1相对表达丰度最高,明显高于免疫机能尚未完全建立的初生猪;另外,9月龄猪的FoxO1表达丰度不仅在平滑肌和骨骼肌中有着显著差异,而且在不同类型的骨骼肌中也存在显著差异,显示出FoxO1的表达可能与骨骼肌类型和运动强度有关。3.利用实时荧光定量PCR方法进一步定量检测和分析FoxO1基因的分布表明,FoxO1在所检测的组织中表达极不平衡,且在不同日龄猪中表达量变化差异较大,这与SQ RT-PCR的检测结论相符。分析FoxO1基因在1日龄猪心肌、肝脏、骨骼肌、皮下脂肪和内脏脂肪等组织中的表达,发现FoxO1基因在1日龄各组织中普遍表达较高,在与脂肪生成及代谢有关的肝脏、皮下脂肪和内脏脂肪等组织中尤为明显,提示FoxO1基因与脂肪代谢关系密切;FoxO1基因在180日龄猪心肌中的表达高于1日龄猪（P<0.05）,在肌肉中的表达与1日龄猪差异不显著（P>0.05）。4.以八眉、长白×八眉和长白猪等不同经济类型猪品种为研究对象,检测不同类型骨骼肌（比目鱼肌、腓肠肌和趾长伸肌）中FoxO1 mRNA的表达,结果显示,不同经济类型猪品种骨骼肌中FoxO1基因mRNA的表达丰度存在显著差异,即在八眉猪骨骼肌中的表达普遍高于长白猪（P<0.01）,在杂交组合长×八骨骼肌中的表达也高于长白猪（P<0.01）,提示在猪上FoxO1也可能负调控骨骼肌的量,FoxO1可能是导致脂肪型猪和瘦肉型猪肌肉发育过程产生差异的主要基因之一。另外FoxO1在以Ⅰ型纤维为主的比目鱼肌中表达丰度最低（P<0.01）,在以Ⅱb型纤维为主的趾长伸肌中表达丰度最高（P<0.01）,提示FoxO1基因的表达与Ⅰ型肌纤维的含量成反比,Foxo1负调控骨骼肌的量和I型肌纤维基因表达。5.检测不同经济类型猪肌肉组织中FoxO1和MyoD基因mRNA表达的相关性,结果表明:MyoD基因mRNA随FoxO1基因mRNA表达的升高而降低,即FoxO1和MyoD基因mRNA表达在肌肉发育中存在负相关（r =0.728 , P<0.05）。FoxO1基因在肌肉组织中的上调作用可能是造成的MyoD基因mRNA表达降低的原因之一,进而负调控骨骼肌的发育和I型肌纤维基因的表达。