农业生物技术学报

作者：宋贵兵, 贾鸿儒, 蒋蕾, 昝林森, 王洪宝

单位：1 西北农林科技大学 动物科技学院,杨凌 712100; 2 国家肉牛改良中心,杨凌 712100

关键词：秦川牛,富亮氨酸重复序列神经元蛋白-1基因(LRRN1),成肌细胞,细胞增殖分化,

基金：陕西省农业科技创新驱动项目(NYKJ-2022-YL(XN)03)；国家自然科学基金(31572363)；国家重点研发计划(2017YFD0502002)

富亮氨酸重复序列神经元蛋白-1 基因(leucine rich repeat neuronal protein-1, LRRN1)编码一种Ⅰ 型跨膜蛋白,在神经发育与再生进程中发挥重要作用。牛成肌细胞的增殖分化直接影响其肌肉的生长发 育,从而影响牛肉的产量。本研究旨在探究 LRRN1 基因在秦川牛(Bos taurus)不同组织中的表达规律及其对牛成肌细胞增殖分化的影响,以确定其在成肌分化中的主要作用。首先采用 qRT-PCR 技术检测 LRRN1 在新生(3 日龄)和成年(24 月龄)秦川牛不同组织中的表达规律,及其在体外培养的牛骨骼肌成肌细胞不同 分化时期的表达特性;利用腺病毒介导的 shRNA 和 pcDNA3.1(+)构建 LRRN1 基因干扰和过表达载体,转 染秦川牛成肌细胞,采用 EdU 法检测细胞增殖,通过 qRT-PCR 和 Western blot 检测增殖标志分子的表达变化 ;经成肌诱导分化培养基作用后,观察肌管形成表型并检测分化标志分子的表达变化。结果显示, LRRN1 在秦川牛各组织中广泛表达,在新生牛和成年牛肾脏和背最长肌中高表达;LRRN1 基因表达在成肌分化过程中先升高、后降低,在分化 4 d 达到峰值,此后逐渐降低,与成肌细胞的体外分化进程具有相同 的变化趋势。在成肌细胞中干扰 LRRN1 基因表达,结果显示,EdU 染色的增殖细胞占比显著减少(P<0.05),增殖标志基因 CCNA2 (P<0.01)、CCNB1 (P<0.05)、PCNA (P<0.01)、CCND2 (P<0.05)和 CDK1 (P<0.05)下调表达,CCND2、CDK1、CCNB1 和 PCNA 蛋白表达量也降低;LRRN1 过表达也显著抑制成肌细胞增殖 (P<0.05),CCNA2 (P<0.05)、CCNB1 (P<0.01)、PCNA (P<0.01) 和 CCNE2 (P<0.05)基因表达被抑制,CCNB1、PCNA 与 CDK1 的蛋白表达量也降低。对细胞分化表型进行观察,发现 LRRN1 干扰抑制肌管形成,抑制分化标志基因 MYOG (P<0.01)、MYF5 (P<0.01)、MYF6 (P<0.01)、MYH3 (P<0.01)和 CKM (P<0.05)的表达,MYOG、MYF5 和 MYH3 的蛋白表达量也降低 ;LRRN1 过表达则促进肌管形成,MYH3 (P<0.01)、MYOD (P<0.05)、MYF5 (P<0.05)和 MYF6 (P<0.05)的基因表达量显著升高,MYOD 和 MYH3 的蛋 白表达量也增加。上述结果提示,LRRN1 是成肌细胞分化的正向调节因子,但是对成肌细胞增殖的作用尚需更全面和深入的研究。因此,LRRN1 对秦川牛肌肉组织的生长发育具有潜在的调控作用,对其深入的功能研究可用于秦川牛的分子育种实践。

来源：2023年第7期

《农业生物技术学报》期刊编辑部

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