肌肉生长抑制素基因的研究进展1
肌肉生长抑制素基因在重要经济动物育种中的研究进展
2023·05XUMUSHOUYI 畜牧兽医摘要：肌肉生长抑制素（myostain ，MSTN ）又称生长分化因子8，是转化生长因子-β超家族的一员，是动物体正常运作所必需的蛋白质，也是肌肉发育的负性调节因子，决定了动物的整体肌肉质量。
由于MSTN 的突变，许多大型动物，包括牛、羊、狗和人类，都表现出“双肌”表型。
本文首先概述MSTN 的结构特征、表达规律、生物学功能和作用机制，然后介绍了肌肉抑制素基因的多态性在动物育种领域的重要意义，以及MSTN 基因编辑技术在牛、羊、猪等经济动物生产中的应用情况。
关键词：肌肉生长抑制素；双肌表型；多态性；基因编辑肌肉性状是影响畜牧生产中的重要经济性状，提高家畜肌肉品质是家畜育种工作者的毕生追求。
肌肉生长抑制素（myostain ，MSTN ），又名生长分化因子8（growth and differentiation factor 8，GDF8），是目前唯一明确的对骨骼肌生长发育和再生起负向调节作用的分泌性糖蛋白，对肌肉发育和稳态维持都起着重要作用，其自然突变或敲除导致的蛋白功能失活或者表达量下降都会导致肌肉异常发达，反之，其表达上升则会引起肌肉萎缩。
MSTN 缺失型家畜骨骼肌重量增加，使得肌肉与其他组织相比，比例大大提高。
自然界中存在MSTN 天然突变体动物：如比利时蓝牛、皮埃蒙特牛、特克赛尔羊，其肌肉异常发达的“双肌”表型引起了遗传育种研究领域的高度关注。
1MSTN 基因的结构特征MSTN 基因编码的MSTN 蛋白因其具有转化生长因子β（transforming growth factor beta ）超家族的典型结构特征而成为了TGF -β超家族的成员之一，但相较于其他家族成员，其C 端的氨基酸序列要更短一些。
MSTN 基因在不同物种中结构相似且高度保守，包括三个相似大小的外显子以及两个内含子，但其在不同脊椎动物物种中的染色体定位并不相同。
MSTN 位于人、黑猩猩、牛、绵羊和山羊的2号染色体上，位于小鼠1号染色体上，位于大鼠9号染色体上，位于猪15号染色体上，位于马18号染色体，位于狗37号染色体，而兔、鸡的该基因定位在7号染色体。
肌肉生长抑制素基因的研究进展
肌肉生长抑制素基因的研究进展杨瑾;周播江【摘要】生长分化因子-8,亦称肌肉生长抑制素(Myostatin,Mstn),是转化生长因子β超家族的一员.Mstn基因是一种主要表达于肌肉组织的分泌蛋白,也存在于脂肪组织、心脏及脑组织等多种组织中,其主要功能是调节肌细胞的生长与分化,在哺乳动物生长发育过程中起关键作用,并可能存在性别、年龄相关性.由于近年来发现Mstn基因还有很多潜在功能,且与很多疾病发生密切相关,故Mstn基因一直受研究者密切关注.本文主要对近10年关于Mstn基因的结构特点、在动物体内的表达、作用机制、基因表达调控和信号转导等方面的相关研究进展进行综述,以便为骨骼肌纤维类型转换相关机制的研究提供资料.【期刊名称】《遵义医学院学报》【年(卷),期】2018(041)004【总页数】6页(P513-518)【关键词】肌肉生长抑制素(Mstn)基因;骨骼肌纤维;新进展【作者】杨瑾;周播江【作者单位】遵义医学院解剖学教研室,贵州遵义563099;遵义医学院解剖学教研室,贵州遵义563099【正文语种】中文【中图分类】R322生长分化因子-8，也被称为肌肉生长抑制素(Myostatin，Mstn)，是转化生长因子β超家族的一员。
Mstn基因是一种主要表达于肌肉组织的分泌蛋白,其主要功能是调节肌细胞的生长与分化，在哺乳动物生长发育过程中起关键作用。
近来一直倍受研究者密切关注。
在动物体出生后，肌肉生长抑制素基因主要通过限制骨骼肌纤维数量和大小对骨骼肌生长发育起着重要的抑制作用[1]。
因此，在许多哺乳动物和鱼类体内，该基因损伤或目的性抑制肌细胞生长抑制素蛋白可以引起肌肉大量增生的相应表型出现，并引起肌纤维类型发生变化。
除了影响骨骼肌生长发育外，近年来还发现Mstn基因还参与糖类代谢，并对脂肪沉积起抑制作用[2-3]；在骨密度调控及雌性哺乳动物的生殖调控中，Mstn基因也起到一定作用[4-6]。
本文主要对有关Mstn基因的结构特点、在动物体内的表达、作用机制、基因表达调控和信号转导等的方面相关研究进展进行综述，以便为骨骼肌纤维类型转换相关机制的研究提供资料。
《锌指核酸酶介导的小鼠MSTN基因敲除的研究》范文
《锌指核酸酶介导的小鼠MSTN基因敲除的研究》篇一一、引言基因编辑技术近年来取得了重大突破，其中锌指核酸酶（ZFNs）技术因其高精度和灵活性在基因功能研究、疾病模型构建以及基因治疗等领域得到了广泛应用。
肌肉生长抑制素（Muscle Growth Suppressor，MSTN）基因是调控肌肉生长的关键基因，其敲除能够显著提高动物肌肉生长量。
本研究旨在利用锌指核酸酶技术介导小鼠MSTN基因敲除，以期为肌肉生长相关研究提供新的思路和实验依据。
二、材料与方法1. 材料（1）实验动物：选用健康小鼠作为实验对象。
（2）锌指核酸酶：根据MSTN基因序列设计并构建的ZFNs 系统。
（3）实验试剂与仪器：包括DNA提取试剂、PCR仪、显微镜等。
2. 方法（1）构建锌指核酸酶介导的MSTN基因敲除系统：利用CRISPR/Cas9系统相关原理，设计并构建针对MSTN基因的ZFNs系统。
（2）小鼠基因组DNA提取与ZFNs介导的基因敲除：从小鼠组织中提取基因组DNA，利用ZFNs系统对MSTN基因进行敲除。
（3）敲除效果检测：通过PCR、测序等方法检测MSTN基因敲除效果及对小鼠肌肉生长的影响。
三、实验结果1. ZFNs介导的MSTN基因敲除效率高：通过PCR和测序结果分析，发现ZFNs系统成功介导了MSTN基因的敲除，且敲除效率较高。
2. 敲除MSTN基因对小鼠肌肉生长有显著影响：与对照组相比，MSTN基因敲除后的小鼠肌肉生长量显著增加，表明MSTN 基因在肌肉生长过程中发挥了重要的调控作用。
3. 敲除后小鼠未出现明显的不良反应：通过对小鼠的生长、发育、行为等方面进行观察，未发现明显的不良反应或并发症。
四、讨论本研究利用锌指核酸酶技术成功介导了小鼠MSTN基因的敲除，并证实了MSTN基因在肌肉生长过程中的重要调控作用。
此外，本研究还发现，敲除MSTN基因后的小鼠未出现明显的不良反应，表明该技术具有较高的安全性和可行性。
肌肉生长抑制素研究进展
第30卷第6期黄牛杂志V o1130N o16 2004年11月Jou rnal of Yellow Cattle Science N ov.2004文章编号:100129111(2004)0620026204肌肉生长抑制素研究进展α潘 林,孙建义(浙江大学教育部动物分子营养重点实验室,浙江杭州 310029)摘 要:肌肉生长抑制素是一种分泌型的多肽。
小鼠中该基因的缺失可导致骨骼肌的明显增大,而且在双肌牛中该基因的缺失产生了突变,这表明肌肉生长抑制素可能是骨骼肌生长的负调控因子。
本文综述了肌肉生长抑制素的基因结构及其分子作用机制,并就它对动物体成分的影响、应用及尚存在的问题作了概述。
关键词:肌肉生长抑制素;作用机制中图分类号:S813 文献标识码:A 动物生长如何决定其个体大小及如何协调整个身体组织器官的生长是人们一直探索的问题。
人们普遍接受的一个理论是:每个组织器官会产生抑制因子特异性地抑制其自身的生长,在组织器官生长发育过程中自身会产生抑制性物质,当积累到一定程度的时候就会起作用使生长停止。
这就是40年前B u llogh提出的“生长抑素”假说[1](the chalone hypo thesis)。
然而没有直接的证据,最近科学家在骨骼肌中发现了肌肉生长抑制素(m yo statin)。
m yo statin基因是M cPherron等首先从小鼠骨骼肌c DNA文库中克隆的一个新基因[2]。
通过进一步研究发现,肌肉生长抑制素主要在小鼠的骨骼肌中表达,利用基因敲除技术研究它的功能发现, m yo statin基因敲除鼠的骨骼肌是正常野生型小鼠的3倍以上,其肩、臀部的肌肉明显肥大,整个身体的骨骼肌都比野生型的小鼠大得多,单块肌肉的重量约为野生小鼠的2～3倍,从而导致了体重的增加。
突变型小鼠的骨骼肌纤维数目比野生型小鼠高出86%(P<0.01),表明突变小鼠骨骼肌肥大的原因既有肌细胞的增大(hyp erp lasia)也有肌纤维的肥大(hyp ertrop hy),但在其他生长发育性状上没有发现任何表型的差异。
肌肉生长抑制素对骨骼肌作用研究进展
动物医学进展，２０１６，３７（５）：７７ ８２ＰｒｏｇｒｅｓｓｉｎＶｅｔｅｒｉｎａｒｙ檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲殘殘殘殘Ｍｅｄｉｃｉｎｅ文献综述肌肉生长抑制素对骨骼肌作用研究进展 收稿日期：２０１５ １１ ０６ 基金项目：内蒙古自治区科技计划资助项目（２０１５０２０６９） 作者简介：杨 惠（１９９１－），女，内蒙古包头人，硕士研究生，主要从事草食家畜组织形态与功能学研究。
通讯作者杨 惠１，额尔敦木图１ ，姜建强１，包花尔１，那仁巴图２，刘图雅３（１．内蒙古农业大学兽医学院，农业部动物疾病临床诊疗技术重点实验室，内蒙古呼和浩特０１００１８；２．内蒙古农业大学动物科学学院，内蒙古呼和浩特０１００１８；３．内蒙古阿拉善左旗农牧业局兽医局，内蒙古巴彦浩特７５０３００） 摘 要：肌肉生长抑制素（ＭＳＴＮ）是转化生长因子β超家族的成员之一，又称生长分化因子８。
ＭＳＴＮ主要在骨骼肌中广泛表达，并可在心肌、脂肪、乳腺等多个组织中表达，其作用主要体现在抑制骨骼肌生长发育、诱发肌萎缩等方面。
ＭＳＴＮ可以通过多种途径协同作用于骨骼肌，即通过激活ＴＧＦ β、ｐ３８ＭＡＰＫ、ＥＲＫ１／２、ＪＮＫ等信号途径以及抑制ＩＧＦ ＡＫＴ、Ｗｎｔ信号途径来抑制肌细胞增殖分化；通过调控ＡＫＴ途径、泛素 蛋白水解酶系统、自噬溶酶体系统来影响骨骼肌蛋白的合成与分解；ＭＳＴＮ还参与了与骨骼肌生成相关的脂肪代谢及骨形成等生理活动。
论文重点阐述ＭＳＴＮ在肌细胞增殖分化、肌蛋白合成与分解、脂肪代谢、骨骼发育等方面的作用机制，并对其应用前景进行展望，为相关科学研究提供参考。
关键词：肌肉生长抑制素；骨骼肌；肌细胞；作用机制中图分类号：Ｓ８５２．２文献标识码：Ａ文章编号：１００７ ５０３８（２０１６）０５ ００７７ ０６ 动物体最大的器官是骨骼肌，约占健康成年动物总体重的４０％。
骨骼肌除直接参与运动之外，还与内分泌、免疫等生理活动息息相关，因此骨骼肌量的增减不仅是畜体产肉性能的重要影响因素，也是衡量机体功能的重要指标。
肌肉生长抑制素_MSTN_基因的研究进展_张增荣
细胞浆内,也可在细胞核内发现。
用多克隆抗血清对NS1的抗原性进行研究,结果发现,不同亚型毒株之间存在明显的交叉反应,但是用竞争R I A (放射免疫电泳)可检测到抗原漂移现象。
用单克隆抗体对A /W SN /33(H I N I)株的NS1进行研究,发现在该蛋白分子上有3个重要的抗原位点。
有研究报道,NS1蛋白N 氨基酸残基端第1~40位氨基酸为CD8+CTL 细胞所识别的抗原表位,用表达此段基因的重组痘苗病毒免疫小鼠可表现一定的流感病毒细胞毒活性,但不能够产生中和抗体。
当用致死剂量的A I V 进行攻击时,10只免疫的小鼠与对照组相比,第一批出现死亡的时间推迟了2d ,死亡率也大大降低(P <0105)。
Gac ia-sastire 运用反向遗传学的手段构建了1个缺失NS1基因的流感病毒。
通过研究这种缺失病毒的生物学活性,发现NS1蛋白对于抑制干扰素介导的宿主的抗病毒免疫应答起了关键作用。
研究证实,用同源或异源病毒攻毒后得到42%~50%的存活率,大部分免疫鸡排毒,表现明显的病征,这些结果与其他用重组DNA 疫苗免疫试验得到的结果相似[3]。
2 结论禽流感是一种全球性的烈性传染病,可在宿主中不断发生变异和基因重组,是21世纪我国养禽业将面临的最大的瘟疫性威胁。
禽流感可在禽、猪和人中进行传播。
A I V 不仅作为人流感的最大基因库而间接威胁人类健康,而且还可作为人类的新病毒而直接构成人类的威胁。
因此,预防禽流感具有重要的公共卫生意义和经济意义。
疫苗免疫是预防和控制禽流感的重要手段,各种蛋白在免疫中发挥的作用,对研制疫苗具有重要意义。
加大对禽流感防治方面的研究力度,采取广泛的国际合作,加强学术交流,不断推广新方法和新技术,从而使禽流感早日得到有效地控制。
参考文献:[1] CHEN W,CAL VOL P A ,M ALI DE D ,et a.l A novel i n fl u enza A V -irus m it ochondrial protei n t hat i ndu ces cell death[J].Nat u re M ed-i ci ne ,2001,7(12):1306-1312.[2] 朱建国,陆苹.禽流感病毒核蛋白研究进展[J].中国预防兽医学报,2003,25:72-73.[3] 程坚.表达和共表达H 9亚型禽流感病毒HA 基因和鸡I FN -Ⅱ基因的重组鸡痘病毒[D].扬州大学图书馆,2002.(011)收稿日期:2006-01-10作者简介:张增荣(1980-),男,硕士.通讯作者:朱 庆(1959-),男,教授,博士,博士生导师.肌肉生长抑制素(M STN )基因的研究进展张增荣,朱 庆*(四川农业大学动物科技学院,四川雅安625014)中图分类号:S852123文献标识码:A文章编号:1004-7034(2007)01-0019-03 肌肉生长抑制素(m yostati n ,M STN )是一类在骨骼肌中广泛表达的糖蛋白,其功能和表达量的变化可能会通过调节靶基因的表达来改变肌肉的纤维组成及造成肌肉重量的变化。
老年人骨质疏松症合并肌少症治疗的研究进展
随着社会人口老龄化的加剧,各种老年慢性疾病引起了医务工作者和社会各界的重视,其中7.5%的老年性疾病约为骨骼和肌肉类疾病[1]。
骨质疏松症是一种以骨量降低、骨组织微观结构退化和骨脆性增大为特征的,导致机体易发生微创性骨折的全身性骨骼性疾病。
肌肉减少症多发生于老年人,是一种以全身肌量减少、肌力下降和生理功能衰退等为特点的慢性综合征。
骨量在人体30岁时达到巅峰,然后开始下降,绝经后的女性骨量下降尤为快速;肌肉量在25岁时达到峰值, 40岁后每年肌肉质量会以约1%~2%的速度流失,80岁时肌量已流失约30%,其中肌肉力量和强度的下降速度明显大于肌肉质量[2]。
骨质疏松会增加跌倒的风险;而肌量减少和功能下降,会降低力量,导致活动功能受限,也提高了跌倒和骨折的风险[3]。
因此对“肌少-骨质疏松症”及早进行干预可降低跌倒和骨折的风险。
然而目前对“肌少-骨质疏松症”还没有直接有效的治疗方法,运动营养、干细胞治疗以及分子药物治疗等相关研究成为该病治疗的主要方向。
该文就目前老年人骨质DOI:10.16662/ki.1674-0742.2021.09.196老年人骨质疏松症合并肌少症治疗的研究进展陈周韬1,陈光华2,吴新诱2,谭小艳2,黄贵芝21.广东医科大学研究生院,广东湛江524023;2.广东医科大学附属医院骨科,广东湛江524001[摘要]社会人口老龄化导致许多老年慢性病的患病率逐年上升,而骨质疏松症和肌肉减少症正是与增龄明显相关的退行性疾病。
越来越多的研究表明肌肉和骨骼、肌肉减少症和骨质疏松症之间互相影响,它们使老年人的骨脆性增加和虚弱,导致其功能衰退、跌倒、骨折、住院、丧失独立性和死亡的风险升高,并降低了老年人的生活质量。
近年关于两者发病机制的研究取得了重大进展,但针对“肌少-骨质疏松症”共同靶点的治疗方法和药物比较缺乏。
但有文献表明有效的运动营养、干细胞治疗以及一些分子药物可以同时对肌肉和骨骼产生积极的影响,这些治疗方法都能使老年人发生跌倒及骨折的风险大大降低。
《锌指核酸酶介导的小鼠MSTN基因敲除的研究》范文
《锌指核酸酶介导的小鼠MSTN基因敲除的研究》篇一一、引言随着基因编辑技术的发展，锌指核酸酶（ZFNs）作为一种重要的基因编辑工具，在生物医学领域得到了广泛的应用。
其中，对小鼠肌肉生长抑制素（Muscle Growth Suppressor，MSTN）基因的敲除研究，对于了解肌肉生长机制、改良动物育种以及疾病治疗等方面具有重要意义。
本文旨在探讨锌指核酸酶介导的小鼠MSTN基因敲除的原理、方法及其实验结果。
二、材料与方法1. 材料本实验所需材料包括小鼠胚胎干细胞、锌指核酸酶、基因敲除载体、相关试剂等。
所有材料均经过严格的质量控制，确保实验的准确性。
2. 方法（1）构建锌指核酸酶介导的MSTN基因敲除载体；（2）将敲除载体转入小鼠胚胎干细胞；（3）筛选出阳性克隆，并进行扩增；（4）将扩增后的胚胎干细胞注入小鼠体内，获得基因敲除小鼠；（5）对基因敲除小鼠进行表型分析、基因型鉴定及功能验证。
三、实验结果1. 基因敲除载体的构建与鉴定通过PCR、酶切及测序等方法，成功构建了锌指核酸酶介导的MSTN基因敲除载体，并经过严格的鉴定，确保其正确性。
2. 胚胎干细胞的转染与筛选将构建好的敲除载体转入小鼠胚胎干细胞，经过筛选，成功获得阳性克隆。
扩增后，得到大量可用于后续实验的胚胎干细胞。
3. 基因敲除小鼠的获得与鉴定将扩增后的胚胎干细胞注入小鼠体内，经过一段时间的生长发育，成功获得基因敲除小鼠。
通过PCR、Southern Blot等方法，对基因敲除小鼠进行基因型鉴定，确认MSTN基因已被成功敲除。
4. 表型分析与功能验证对基因敲除小鼠进行表型分析，发现其肌肉生长明显增强。
通过与野生型小鼠进行比较，进一步验证了MSTN基因在肌肉生长中的重要作用。
此外，还对基因敲除小鼠进行了其他相关功能的验证，为后续研究提供了有力支持。
四、讨论本研究利用锌指核酸酶介导的方法，成功实现了小鼠MSTN 基因的敲除。
通过对基因敲除小鼠的表型分析和功能验证，证实了MSTN基因在肌肉生长中的重要作用。
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专论与综述肌肉生长抑制素基因的研究进展王 芳,赵春丽,郝艳红(东北农业大学动物医学院,黑龙江哈尔滨150030) 中图分类号:S811.3 文献标识码:C 文章编号:1004-7034(2003)04-0041-02关键词:肌肉生长抑制素;基因;双肌摘 要:肌肉生长抑制素(Myostatin)是骨骼肌生长发育的负调节因子,属于TGF-β超家族成员。
Myostatin基因的结构与功能的深入研究对畜牧业、医疗医药业具有重要意义和应用前景。
本文主要对肌肉生长抑制素基因(Myostatin)的结构、同源性、组织特异性及生物学功能的研究现状进行了综述,并讨论其应用前景。
1997年McPherron等[1]通过简并引物PCR(简并PCR)方法,扩增出一个约280kb的新产物,以此为探针筛选小鼠骨骼肌cDNA文库,得到全长的cDNA序列。
同源性实验证明此基因属于转化生长因子β(TGF-β)超家族成员,对骨骼肌生长有负调控作用,并具有肌肉组织特异性表达的特点,因此命名为肌肉生长抑制素(Myostatin,Mstn),又称为生长分化因子8 (growth differentiation factor-8,G DF-8)。
1 Myostatin基因的结构S onstegard等[2]通过荧光原位杂交,将猪的Myostatin基因定位于染色体15q2.3,并用第2内含子多态性和相关微卫星标记,构建了第15号染色体的连锁图谱。
Myostatin cDNA由一个可读框(opening reading frame, ORF)和编码376个氨基酸的核苷酸序列组成,包含三个外显子和两个内含子。
欧阳红生等[3]对猪的Myostatin基因进行克隆和序列测定,猪Myostatin cDNA序列为1756bp,其中1～1125bp编码氨基酸,起始密码子位于308bp处,外显子1编码第1～124氨基酸及第125氨基酸残基密码子的第1个碱基;外显子2为371bp,编码第125氨基酸残基的密码子的第2、3个碱基及第126～249氨基酸;外显子3编码第250～375氨基酸;终止密码子位于外显子3内。
Myostatin氨基酸序列包含所有TGF-β超家族成员的特点。
N-端疏水的分泌用的信号肽序列,可以藉此跨越内质网膜;前区的糖基化位点,紧挨着生物活性区由4个氨基酸(RSRR)组成的蛋白酶加工位点;以及C-末端包含9个保守的半胱氨酸的生物活性区。
其中C-末端生物活性区在TGF -β超家族中是高度保守的,除了TGF-β4外都具有相似的结构。
Myostatin基因表达产物是26K D的成熟糖蛋白,能被分泌到胞外,分泌后形成的前肽在RSRR区被切除掉N′端大部分(266个氨基酸),剩余的成熟区(109个氨基酸)通过其中的9个半胱氨酸形成二硫键,二聚体化后与细胞膜上的受体发生相互作用,通过三种Smad蛋白的介导将信号传入细胞核,作用于靶基因的调控区。
2 Myostatin的同源性与大多数TGF-β超家族其它成员一样,Myostatin序列在进化过程中具有高度保守性,特别是具有生物活性的C-末端部分。
McPherron等[1]以小鼠保守的C-末端cDNA为收稿日期:2002-12-16作者简介:王芳(1978-),女,黑龙江尚志人,在读硕士;赵春丽(1977-),女,黑龙江桦南人,在读硕士;郝艳红(1960-),女,山东临朐人,教授,大学.探针,测定不同物种的骨骼肌cDNA文库,结果表明就C-末端而言,大鼠、小鼠、人、猪、火鸡和鸡的同源性为100%,狒狒、绵羊和牛也仅有1～3个碱基不同,斑马鱼与上述其它动物同源性为88%。
3 Myostatin的组织特异性最初,McPherron等[1]实验表明Myostatin基因在胚胎发育过程和成年个体骨骼肌中表达。
在胚胎发育早期,该基因的表达局限在发育体节的肌节区,此后在躯体很多不同的肌肉中都表达。
但后来Shaoquan Ji等[4]对生长发育期猪的组织进行测定,发现Myostatin mRNA主要分布于骨骼肌,在脂肪组织、脑、舌、心、肺、脾、小肠、肾、肝和骨髓也有分布,但含量较少。
而且在哺乳期的乳腺中也有Myostatin分布,推测可能是Myo2 statin对怀孕或哺乳期乳腺生长发育或和代谢有关。
Sharma 等[5]也证实Myostatin基因在胎儿和成年个体心肌中也有表达,主要分布在浦肯野氏纤维和心肌细胞中。
在脂肪组织中也检测到相当低的水平。
由此可见,Myostatin基因的组织特异性还有待进一步研究,推测Myostatin在其它组织中可能也有一定的调控作用。
4 Myostatin的生物学功能4.1 对肌肉生长的影响McPherron等通过基因敲除技术构建了Myostatin基因突变纯合体小鼠,可以存活并能够生育,而且体质量比杂合体及野生型小鼠重30%左右(与性别、年龄无关),骨骼肌纤维数目比野生型小鼠高86%(P<0.01),DNA含量高出50%左右(P <0.05),表明肌肉肥大的原因既有肌细胞增生(hyperplasia)也有肌纤维的肥大(hypertrophy)。
目前世界较著名的比利时兰牛(Belgian blue)和皮埃蒙特牛(Piedmontese)就是由于Myostatin突变而出现双肌现象。
[6]已经证实,牛的双肌性状属于常染色体隐性遗传方式。
McPherron等根据小鼠Myostatin基因序列对牛的Myostatin 基因进行克隆分析,结果发现比利时兰牛Myostatin基因在第3外显子处有11个核苷酸缺失,皮埃蒙特牛Myostatin基因在第3外显子处有一突变(G→A),在蛋白质成熟区Tyr替代了Cys,导致Myostatin丧失了抑制肌肉生长的活性,从而表现出双肌现象。
以上可以看出,Myostatin基因是肌肉生长的负调节因子,抑制肌肉生长发育,如果缺失或突变就会导致肌肉过度生长或肥大,即双肌现象。
关于Myostatin的作用机制引起许多研究者的兴趣。
Mark Thomas等[7]将C2C12成肌细胞与Myostatin 共同培养,随着Myostatin的增加,成肌细胞分裂降低,荧光激活细胞分类器分析表明Myostatin抑制肌纤维从G1期到S期过渡,使其停滞在G1期,结果表现为肌细胞增生、肥大。
Rios R等[8]进一步实验发现Myostatin cDNA过度表达,通过下调肌肉调节因子MyoD、成肌素的mRNA水平和下游的肌酸激酶14肌肉生长抑制素基因的研究进展-王 芳 Heilongjiang Journal of AnimalScience and Veterinary Medicine的活性,可逆的抑制了生肌的过程。
再加上Myostatin在骨骼肌表达的组织特异性,提示Myostatn可能是通过自分泌机制调节肌原纤维的分化。
4.2 对脂肪沉积的影响Myostatin缺失除了影响骨骼肌发育外,还对脂肪沉积起抑制作用。
Alexandra C等[9]实验证明,Myostatin基因突变纯合体小鼠与对照组比平均体脂肪减少70%,因此,突变纯合体小鼠体重的升高的原因之一是脂肪沉积减少。
Alexandra C等推测Myostatin抑制脂肪沉积的机制一种可能是Myostatin直接作用于脂肪组织,调节其代谢过程;另一种可能是骨骼肌中Myostatin信号缺乏间接影响脂肪组织中的Myostatin突变,从而影响脂肪代谢。
Ji等[10]将Myostatin基因敲除小鼠与野生型进行比较也得出类似的结论。
Myostatin敲除鼠脂肪量减少,瘦素(Leptin)分泌量也相应地减少。
有报道Myostatin在体外能抑制脂肪细胞分化。
4.3 其它功能Sharma等实验表明,当心肌梗塞时,在受损部位周围的心肌细胞Myostatin表达上调,作者推测Myostatin在心肌发育和生理过程中期起重要作用。
也有报道Myostatin与成年动物肌肉萎缩和肌肉再生有关。
Reardon K A等[11]实验证明,Myo2 statin是次级肌纤维的肌萎缩因子。
Krik等[12]通过对照实验发现在再生的肌管部分,Myostatin含量极低,说明Myostatin 对肌肉再生起负调控作用。
对人Myostatin基因的研究也表明该基因与肌肉生长发育有关。
Myostatin基因的表达在HIV感染所引起的骨骼肌萎缩的病人中高于正常人[13],提示Myostatin基因表达异常可能与某些肌萎缩性疾病相关。
5 Myostatin应用前景Myostatin作为骨骼肌生长发育的负调节因子,引起了众多学者的关注。
虽然对Myostatin的某些作用机理研究还不完善,但“巨型鼠”、双肌牛和猪的存在为畜禽育种工作提出了新的思路、开辟了新的途径,在畜牧肉食工业也有广阔的前景。
可以利用基因敲除技术生产高产型、快速生长的瘦肉猪和肉鸡,改善肉食适口性及产肉性能;哈尔滨工业大学杨威等[14]正致力于研究建立鸡胚胎干细胞系,剔除Myostatin基因,培育出超速生长的肉用仔鸡;通过转Myostatin基因,使蛋鸡Myo2 statin基因超常表达,抑制其骨骼肌生长,可降低培育成本。
另外,Myostatin对于医疗医药业也有重要意义。
对于Myostatin 机理及其抑制剂的深入研究为临床上一些肌萎缩性疾病如癌症、AIDS、肌营养不良等疾病提供了治疗的理论依据。
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