MC4R基因沉默对牛成纤维细胞内基因表达的影响
本文选题:MCR基因 + 基因敲降 ; 参考:《畜牧兽医学报》2017年03期
【摘要】:旨在研究黑素皮质激素4受体基因(Melanocortin-4receptor,MC4R)沉默对牛成纤维细胞内能量与脂肪代谢相关通路上基因表达的影响,进一步揭示MC4R基因与肉牛胴体品质以及能量平衡与脂肪代谢之间的关系。本试验使用MC4R被敲降的牛成纤维细胞系,借助深度测序技术寻找试验组(MC4R敲降)和阴性对照组(MC4R未敲降)中表达量差异显著的基因。利用GO注释聚类分析和KEGG通路富集分析对涉及能量代谢、脂肪运输及相关调控通路的差异基因进行了深入的富集分析。随机选取差异表达基因中的10个基因,利用实时定量PCR对深度测序结果进行验证。此外,本研究借助牛SNP芯片对上述目标基因的单核苷酸多态性(SNP)进行了检测,并对136头西门塔尔牛进行了基于目标基因各SNP的基因型检测。基于各SNP的分型数据,本研究进一步利用PLINK软件对SNP与牛各胴体性状的关联性进行分析。通过深度测序,在两组阳性MC4R被敲降的牛成纤维细胞系中共发现7 799个差异表达基因,其中上调基因1 703个,下调基因6 096个。显著性GO分类在两组不同干扰水平处理组间共选出与能量代谢调节、脂肪运输过程相关的差异表达基因265个,功能聚类分析进一步筛选出与能量代谢相关的基因29个。KEGG通路富集分析发现,与能量代谢、脂肪运输等过程相关的265个差异表达基因共涉及到40个不同的通路,其中与MC4R基因及能量代谢调控有密切关联的Leptin、AGRP、NPY和POMC等基因同属于脂联素信号通路。MC4R敲降引起该通路上22个基因的表达发生显著变化。实时定量PCR结果表明,所选择的10个基因(表达量上调基因:CFB、RSAD2、IFIT3、CHI3L1和BOLA-N;表达量下调基因:UPK1B、IER2、LASS3、TGFβ3和AXUD1)的mRNA表达水平与测序结果无显著差异,从而证实了深度测序数据的准确性和可重复性。此外,借助50K密度的牛SNP芯片,本研究共发现了16个SNPs位点,共涉及11个目标基因。SNPs与牛各胴体性状的关联分析结果表明,10号染色体上的TGFβ3对西门塔尔牛眼肌面积、胴体重、腰部肉厚、大腿肉厚和外脊重有显著影响(P0.05),对眼肉重、里脊重有极显著影响(P0.01);同样位于10号染色体的RHOJ基因对西门塔尔牛眼肌面积也有显著影响(P0.05)。19号染色体上的KRT17基因和7号染色体上VCAN基因均显著影响西门塔尔牛肉剪切力(P0.01,P0.05)。1号染色体的MASP1基因对肉色有显著影响(P0.05)。结果显示,MC4R基因沉默显著影响牛成纤维细胞内参与能量代谢、脂肪代谢和能量稳态平衡调控过程相关基因的表达,进一步证实了MC4R基因能调控肉牛能量平衡和脂肪代谢以及影响肉牛胴体品质。
[Abstract]:To study the effect of melanocortin-4 receptor MC4R silencing on gene expression in the pathway related to energy and fat metabolism in bovine fibroblasts. The relationship between MC4R gene and carcass quality, energy balance and fat metabolism in beef cattle was further revealed. In this experiment, the bovine fibroblast cell line with MC4R knockdown was used to find the genes with significant difference in the expression of MC4R knockdown between the test group and the negative control group by deep sequencing technique. Go annotation cluster analysis and KEGG pathway enrichment analysis were used to analyze the differential genes involved in energy metabolism, fat transport and related regulatory pathways. Ten genes of differentially expressed genes were randomly selected and the results of deep sequencing were verified by real-time quantitative PCR. In addition, single nucleotide polymorphisms (SNPs) of the target genes were detected by bovine SNP microarray, and genotypes based on SNP of the target genes were detected in 136 Simmental cattle. Based on the classification data of SNP, the relationship between SNP and carcass traits in cattle was further analyzed by PLINK software. By deep sequencing, a total of 7 799 differentially expressed genes were found in two groups of bovine fibroblast cell lines with positive MC4R knockdown, including 1 703 up-regulated genes and 6 096 down-regulated genes. Significant go classification selected 265 differentially expressed genes related to the regulation of energy metabolism and fat transport between the two groups at different interference levels. Functional cluster analysis further screened 29 genes related to energy metabolism. KEGG pathway enrichment analysis showed that 265 differentially expressed genes related to energy metabolism and fat transport were involved in 40 different pathways. The expression of 22 genes in the MC4R gene and the regulation of energy metabolism, which is closely related to the MC4R gene and the regulation of energy metabolism, belongs to the adiponectin signaling pathway. MC4R knockdown causes a significant change in the expression of 22 genes in this pathway. The results of real-time quantitative PCR showed that there was no significant difference between the mRNA expression levels of the 10 genes (up-regulation gene RSAD2IFIT3, CHI3L1 and BOLA-Nand down-regulated gene UPK1BER2LASS3TGF- 尾 3 and AXUD1), which confirmed the accuracy and repeatability of the deep sequencing data. In addition, with the help of 50K density bovine SNP chip, a total of 16 SNPs loci were found in this study, involving 11 target genes SNPs and carcass traits. The results showed that TGF 尾 3 on chromosome 10 had eye muscle area and carcass weight in Simmental cattle. The thickness of waist, thighs and outer ridges had a significant effect on the weight of eye meat. The KRT17 gene on chromosome 19 and the VCAN gene on chromosome 7 have a significant effect on the eye muscle area of Simmental cattle, and the RHOJ gene also located on chromosome 10 has a significant effect on the area of eye muscle of Simmental cattle. Both the KRT17 gene on chromosome 19 and the VCAN gene on chromosome 7 have significant effects on the beef of Simmental cattle. The MASP1 gene of chromosome 1 has a significant effect on meat color. The results showed that MC4R gene silencing significantly affected the expression of genes involved in energy metabolism, fat metabolism and energy homeostasis regulation in bovine fibroblasts. It was further confirmed that MC4R gene could regulate energy balance, fat metabolism and carcass quality of beef cattle.
【作者单位】: 中国农业科学院北京畜牧兽医研究所;洛阳师范学院生命科学学院;
【基金】:转基因生物新品种培育重大专项(2013ZX08007-2;2014ZX08007-2) 中国农业科学院科技创新工程(ASTIP-IAS03)
【分类号】:S823
【相似文献】
相关期刊论文 前10条
1 刘亚,章孝荣,张运海,金仁桃,章美玲,汪存利,吴集义;牛、羊成纤维细胞的冷冻与冷藏保存[J];中国兽医学报;2004年02期
2 王争光;许梓荣;俞颂东;;不同培养体系对胎牛成纤维细胞体外培养的影响[J];中国畜牧杂志;2007年01期
3 黄文诚;蜂王幼虫的抗衰作用[J];畜牧兽医科技信息;1999年11期
4 张小建;李键;王蕊;张重庆;郜勇;;山羊成纤维细胞体外培养研究[J];广西农业科学;2007年03期
5 霍道坦;陶勇;田宁宁;权青;白海;胡敏兰;张运海;章孝荣;;奶牛耳成纤维细胞的分离培养及培养条件的研究[J];中国奶牛;2008年06期
6 吴燕,王金兵,刘耳,陆培新;人胎肝细胞培养中清除成纤维细胞的简易方法[J];中国畜禽传染病;1995年05期
7 安立龙,杨奇,窦忠英,雷安民,杨春荣,高志敏,邱怀;支持牛类胚胎干细胞发育的饲养层培养体系的建立[J];西北农业学报;2001年03期
8 陈士恩;仝伟建;郭鹏辉;;早胜牛胚胎和耳缘成纤维细胞分离培养与鉴定[J];中国畜牧兽医;2012年03期
9 纪元;宋奇;王罡琦;高飞;武蓉;王海军;唐小春;;转Lp-PLA_2猪成纤维细胞系的建立及其功能鉴定[J];中国兽医学报;2012年08期
10 汤展毅;严云勤;高学军;冀志庚;朱丹丹;金鑫;;牛myf6基因克隆及在成纤维细胞中的表达[J];东北农业大学学报;2010年11期
相关会议论文 前10条
1 李继坤;薛小平;杨秀竹;李东华;张艳萍;郭世铎;;中药调控成纤维细胞活性的实验研究[A];第七届全国中西医结合普通外科临床及基础研究学术会议论文汇编[C];2001年
2 刘杰峰;赵超莉;龙忠恒;许幼文;谢挺;;抑瘢檫剂对成纤维细胞的生物学的作用[A];第八届全国烧伤外科学年会论文汇编[C];2007年
3 陈若泽;甘小敏;梁莹;唐德思;莫肖敏;;成纤维细胞形态学变化的电镜观察[A];第五次全国电子显微学会议论文摘要集[C];1988年
4 杨庆;王兴桂;李程;刘峰;陈波;;基本机械力学刺激对腧穴筋膜成纤维细胞力感受器分子整合素α1、α3亚基表达影响研究[A];中国针灸学会经络分会第十二届全国针灸经络学术研讨会论文集[C];2012年
5 刘定志;肖衡;杜成友;罗诗樵;;肿瘤上清液激活成纤维细胞后对血管内皮生长因子-A表达影响[A];2012中国器官移植大会论文汇编[C];2012年
6 辛国华;罗旭;张友来;万子杨;曾元临;;改良五黄油对成纤维细胞生长增殖的影响[A];中华医学会烧伤外科学分会2009年学术年会论文汇编[C];2009年
7 李金玺;刘旭盛;唐辉;周新;黄跃生;;部分创面外用抗菌药物与碱性成纤维细胞生长因子、表皮生长因子、重组人生长激素对成纤维细胞生物学特性影响的实验研究[A];第五届全国烧伤救治专题研讨会烧伤后脏器损害的临床救治论文汇编[C];2007年
8 王春霞;曾煦欣;霍启录;侯连兵;;常通口服液对正常及粘连腹膜成纤维细胞周期的影响[A];2009年中国药学大会暨第九届中国药师周论文集[C];2009年
9 王春霞;曾煦欣;霍启录;侯连兵;;常通口服液对正常及粘连腹膜成纤维细胞周期的影响[A];2010年中国药学大会暨第十届中国药师周论文集[C];2010年
10 梁洋;杨莹;毛巍巍;安铁洙;;4℃下保存的小鼠胎儿成纤维细胞传代培养[A];中国畜牧兽医学会动物解剖学及组织胚胎学分会第十四次学术研讨会论文集[C];2006年
相关重要报纸文章 前6条
1 本报记者 孟刚;帮你认识高机能水[N];中国消费者报;2009年
2 记者 刘海英;英发现成纤维细胞具有不同类型[N];科技日报;2013年
3 刘霞;美成功将成纤维细胞直接变为心肌细胞[N];科技日报;2010年
4 胡其峰;世界首例胎兔体细胞克隆实验获成功[N];光明日报;2007年
5 邹争春 朱广平;新型组织修复基因具有双重作用[N];中国医药报;2011年
6 暨南大学医药生物技术研究开发中心 李校X 姚成灿;bFGF肌肤“装修”揭秘[N];医药经济报;2001年
相关博士学位论文 前10条
1 庄卓男;整合素αVβ6与癌相关成纤维细胞的关系及恶性肿瘤细胞生物学行为研究[D];山东大学;2015年
2 简天明;吡非尼酮抑制眼眶成纤维细胞应力纤维及粘着斑重构作用和细胞功能的实验研究[D];天津医科大学;2015年
3 徐卓;成纤维细胞生长因子家族在肾脏疾病中的作用和机制研究[D];南京医科大学;2014年
4 刘方兰;TGF-β1在乳腺癌微环境诱导肿瘤相关成纤维细胞形成的机制研究[D];暨南大学;2016年
5 孟繁兴;鹅细小病毒非结构蛋白NS1与鹅胚成纤维细胞蛋白互作的研究[D];吉林农业大学;2015年
6 陈攀攀;缺氧预处理的骨毮间充质干细胞通过瘦素抑制心脏成纤维细胞活化和胶原合成[D];浙江大学;2016年
7 陈泽林;机械创伤对成纤维细胞干性和辐射反应性的影响及其与组织修复再生的关系[D];第三军医大学;2016年
8 张娜;可逆永生化绵羊成纤维细胞系的建立及其应用研究[D];中国农业大学;2016年
9 屈纪富;合并全身放射损伤创伤局部成纤维细胞变化的机制与意义的研究[D];第三军医大学;2001年
10 孟国林;成纤维细胞成骨能力的系列研究[D];第四军医大学;2000年
相关硕士学位论文 前10条
1 苏红莲;机械敏感性电流及其对心肌—成纤维细胞偶联作用的仿真研究[D];浙江大学;2015年
2 鲁召辉;大鼠多器官成纤维细胞nanog蛋白的表达差异[D];新乡医学院;2015年
3 何承文;豚鼠诱导性多能干细胞样细胞的建立[D];宁夏大学;2015年
4 薛盛中;参芪促愈汤促进皮肤切口愈合的实验研究[D];甘肃中医药大学(原名:甘肃中医学院);2015年
5 郭婷婷;雌激素对雌性大鼠盆底肌间成纤维细胞机械应力效应的影响[D];山西医科大学;2015年
6 包慈航;照射后成纤维细胞促进食管鳞癌EMT及HDGF表达的实验研究[D];山东大学;2015年
7 袁政;肿瘤相关成纤维细胞对结直肠癌化疗药物敏感性试验的影响[D];苏州大学;2015年
8 庞若宇;晚期糖基化终末产物处理的成纤维细胞中TGF-β1通过Egr-1调控细胞外基质生成[D];南方医科大学;2015年
9 文欢;结直肠癌细胞与成纤维细胞相互作用过程中成纤维细胞生物学行为和Cx43表达研究[D];浙江大学;2015年
10 齐宏亮;正常奶牛和临床型乳腺炎患牛乳腺间质成纤维细胞生物学特性对比研究[D];西北农林科技大学;2015年
,本文编号:1967688
本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/jiyingongcheng/1967688.html