中国农业科学 | 宁夏大学动物科技学院魏大为课题组探索共培养体系下牛骨骼肌细胞对脂肪细胞的调控作用

文摘   三农   2024-10-17 17:06   北京  
大理石纹作为衡量肉品质的重要指标之一,由牛骨骼肌细胞和脂肪细胞共同发育形成。骨骼肌作为一种重要的内分泌器官,可以分泌多种细胞因子和多肽,这些因子可以通过旁分泌或内分泌途径参与和影响周围其他组织和器官的代谢,如脂肪组织、肝脏等。脂肪作为生产动物储存能量的重要组织,包括内脏脂肪、皮下脂肪、肌间脂肪和肌内脂肪(intramuscular fat,IMF)四大脂肪库。其中,IMF的含量与大理石纹之间存在显著相关性,其含量越高,表明牛肉品质越好。研究表明,大理石花纹表型遗传力作为高遗传性状,可以利用现代分子育种技术探究影响牛肌内脂肪沉积的分子调控网络,从而有效缩短良种肉牛培育的时间,提高优质牛肉的产出率。因此,从分子水平探索IMF形成的作用机制于肉牛的遗传改良有重要意义。
近期,宁夏大学动物科技学院/宁夏回族自治区反刍动物分子细胞育种重点实验室魏大为课题组完成的题为“共培养体系下牛骨骼肌细胞对脂肪细胞的调控作用研究的研究在《中国农业科学》2024年第57卷18期正式发表。

采用组织块法和酶消化法分别分离牛脂肪细胞和骨骼肌细胞。利用表型鉴定法和标志基因表达谱鉴定法共同鉴定所分离细胞的纯度和分化潜能,进一步构建牛骨骼肌细胞和牛脂肪细胞条件培养基交换共培养体系以及Transwell共培养体系,通过实时荧光定量PCR(real-time quantitative PCR,qPCR)、EdU染色和油红O染色等方法检测共培养条件下牛骨骼肌细胞分泌和代谢产物对脂肪细胞增殖和分化的影响。

牛脂肪细胞的分离、培养与鉴定

牛骨骼肌细胞的分离、培养与鉴定


成功构建了两种牛骨骼肌细胞与脂肪细胞的共培养体系。

 A:条件培养基交换共培养增殖体系;B:条件培养基交换共培养分化体系;C:Transwell共培养增殖体系;D:Transwell共培养分化体系
牛骨骼肌细胞与牛脂肪细胞共培养模型建立示意图

条件培养基交换共培养下,牛脂肪细胞增殖标志基因PCNACDK2、CCNE2CCND1的表达极显著下调(P<0.01);此外,成脂标志基因FABP4PPARγ的表达显著下调 (P<0.05);LPL的表达极显著下调(P<0.01)。

条件培养基交换共培养对增殖标志基因表达的影响
条件培养基交换共培养对成脂标志基因表达的影响

另一方面,在Transwell共培养条件下,牛脂肪细胞增殖标志基因CCND1的表达显著下调(P<0.05);PCNACDK1CCNE2的表达极显著下调(P<0.01),且成脂标志基因FABP4的表达显著下调(P<0.05),PPARγC/EBPβLPL的表达极显著下调 (P<0.01)。

Transwell共培养对增殖标志基因表达的影响
Transwell共培养对成脂标志基因表达的影响

牛骨骼肌细胞分泌和代谢产物可通过抑制脂肪细胞增殖标志基因PCNA、CDK1、CDK2、CCNE2CCND1以及成脂标志基因PPARγ、FABP4、C/EBPβLPL的表达抑制牛脂肪细胞的增殖与分化。以上研究结果可为进一步探究肉牛肌内脂肪沉积的分子机制提供技术支撑。

该研究获得“西部之光”人才培养计划(2024)、国家自然科学基金(32060744,32202641)、中央引导地方科技发展专项(2024FRD05052)、动物科学国家一流本科专业、宁夏大学奶业现代产业学院资助项目的资助。


论文链接:
共培养体系下牛骨骼肌细胞对脂肪细胞的调控作用研究

引用本文:

杨东梅, 张久盘, 宋雅萍, 宋小雨, 姜超, 马云, 魏大为. 共培养体系下牛骨骼肌细胞对脂肪细胞的调控作用研究[J]. 中国农业科学, 2024, 57(18): 3704-3718.

YANG DongMei, ZHANG JiuPan, SONG YaPing, SONG XiaoYu, JIANG Chao, MA Yun, WEI DaWei. Research on the Regulatory Effects of Bovine Skeletal Muscle Cells on Adipocytes Under Co-Culture Conditions[J]. Scientia Agricultura Sinica, 2024, 57(18): 3704-3718.





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