生肌调节因子家族功能与基因活性的影响因素分析(2)

1、生肌调节因子家族功能与基因活性的影响因素分析(2)3 MRFs表达及肌生成的调控因素3.1氨基酸对MRFs表达及肌生成的调控作用营养状况对幼龄动物肌卫星细胞的分裂活性以及肌肉发育有重要影响。肌肉卫星细胞是骨骼肌中位于肌细胞膜和基膜之间的具有增殖分化潜力的肌源性细胞，它们在一般情况下是处于静息状态的，当被激活后，具有增殖分化、融合成肌管、再形成肌细胞的能力。Powell等19研究发现，肉鸡和火鸡肌卫星细胞分化对蛋氨酸/胱氨酸浓度呈现依赖性，诱导分化72h,60mg/L蛋氨酸/192mg/L胱氨酸组分化程度显着高于其他组，肌管中肌核数量随着氨基酸浓度降低呈显着下降；蛋氨酸/胱氨酸浓度下降，MyoD

2、、MyoG、Myf6基因表达也呈下降趋势4-5.肉鸡日粮提高蛋氨酸水平，显着提高了胸肌率及胸肌中Myf5和肌细胞增强因子2B的mRNA表达，而降低了肌肉抑制素的表达20-21.日粮高赖氨酸水平能增加鸡体重、胸肌肌纤维直径，上调MyoD和MyoG基 因 表 达，低 赖 氨 酸 水 平 （80% NRC,1994）显着降低肉鸡的胸肌率7,22-23.Moore等6研究报道，火鸡幼雏出壳后立即开食和日粮补充亮氨酸代谢产物β-羟基-β-甲基丁酸盐0.1%,极显着提高了2日龄时体重和1周龄时胸大肌肌卫星细胞的分裂活性。亮氨酸对蛋白质合成表现出极强的促进作用，添加亮氨酸可观察到C2C1

3、2细胞融合和多核肌管细胞，促进肌细胞蛋白合成和降低蛋白降解；无亮氨酸培养液抑制了肌细胞分化，降低了MyoD蛋白表达水平24-25.Areta等26报道，培养液添加5mmol/L亮氨酸促进了C2C12肌细胞的生长和激活了mTOR信号途径。3.2矿物质对MRFs表达及肌生成的调控作用矿物质通过改变基因表达、转录效率或与DNA互作等机制对MRFs表达和肌生成有重要调节作用。研究发现，在鸡骨骼肌成肌细胞培养基中添加适量的硒浓度（7mol/L）能促进骨骼肌细胞分化进程；随 培 养 基 中 硒 浓 度 的 升 高，Myf5、MyoG及Myf6mRNA水平呈先升高再降低的变化趋势，在硒浓度为7和8mol/L

4、时出现表达量的最高峰值，然而硒浓度为5mol/L时成肌调节因子的mRNA表达量最低3.肉鸡日粮补充100mg/kg锰可以显着影响胸肌和腿肌的生化代谢和肉质，降低了胸肌pH和腿肌丙二醛含量，而提高了腿肌锰超氧化物歧化酶含量27.但是，一些重金属或放射性元素通过诱变、致畸、胚胎中毒等作用方式干预动物胚胎期细胞增殖、分化及转录和翻译水平的基因表达，造成胚胎不能正常发育。Gadhia等28研究发现，砷、镉、汞、镍显着抑制了小鼠胚胎干细胞的蛋白合成、细胞增殖和分化。3.3运动对MRFs表达及肌生成的调控作用不同饲养方式下，鸡的运动量不同。Yin等29研究发现，试验鸡采用笼养、圈养和放牧，56日龄时，饲养

5、方式对胸肌和腿肌MyoD、MyoG、Myf5和Myf6基因的mRNA表达水平都无显着影响；而84日龄时，圈养和放牧鸡4个MRFs基因转录表达显着高于笼养鸡，且放牧鸡的Myf6和MyoG基因表达显着高于圈养鸡；圈养和放牧鸡的腿肌蛋白表达量也显着高于笼养鸡，放牧鸡的MyoG和Myf6蛋白表达量显着高于圈养鸡，但是MyoD和Myf5蛋白表达量圈养与笼养之间无显着差异，结果表明运动可以上调骨骼肌MRFs的表达量，进而提高肌纤维的直径及产肉性能。大负荷运动24、48、72h后，在大鼠的比目鱼肌和腓肠肌中MyoD与MyoG的蛋白表达呈现规律性变化，MyoD在大负荷运动后48h蛋白表达量最高，MyoG在大负

6、荷运动后72h蛋白 表达量最高30.大鼠骨骼肌大 强度训 练 组MyoD基 因mRNA表 达 显 着 下 降，MyoG基 因mRNA表达出现了下降的趋势，提示大强度训练不利于生肌调节因子在基 因 水平的 表 达31.马 信晓32研究报道，耐力运动和负重爬梯运动提高了小鼠腓肠肌胰岛素样生长因子-1、巨噬细胞生长因子、MyoD和MyoG的mRNA表达水平，负重爬梯运动组腓肠肌肌纤维横截面积显着高于耐力运动组和对照组。3.4限饲对MRFs表达及肌生成的调控作用试验发现，对初生肉雏鸡限饲20%,显着提高了胸大肌MyoD和Myf6基因的表达量，降低了MyoG基因的表达量，肌纤维及纤维束直径、肌内膜及肌束

7、膜结缔组织间隔也显着降低8.同样，火鸡幼雏出壳24h后开食，显着降低了4日龄时胸肌肌卫星细胞的分裂活性和胸肌重；而试验组及时开食且日粮氨基酸水平设为88% NRC（1994），火鸡胸肌肌卫星细胞的分裂活性最高，但是在140日龄时，体重和胸肌重没有显着差异33.李锋34研究发现，1日龄时，母代产蛋期限饲影响子代的肌纤维直径、密度和面积，且不同品系间存在着不同的反应，品系和采食量间具有显着的交互作用，此结果表明母体限饲对不同脂系子代肌纤维发育的影响，在胚胎期是不一样的，呈相反趋势；到56日龄时，母体限饲对子代腓肠肌肌纤维影响显着，其肌纤维直径相对较粗；除 对 子 代1日 龄 腿 肌 组 织 中 的

8、MyoD、Myf6基因相对表达量有显着影响外，对其他不同日龄子代不同组织中MyoD基因家族的表达均没有显着影响。3.5光照和温度对MRFs表达及肌生成的调控作用在胚胎功能系统发育的关键时期进行一定的光照或温度刺激，能够影响胚胎细胞的分化、增殖及肌生成。环境温度能够影响生命个体的热平衡和物质代谢，因此对MRFs表达和肌肉发育、个体生长也有调控作用。Piestun等35研究发现，在鸡胚发育后期1618日胚龄给以39.5 孵化温度，严重降低肌细胞的增殖和增大；而在716日胚龄期间给予间歇性温度刺激，显着提高了肉鸡的胸肌率和肌纤维直径，降低了腹脂率，但对体重没有影响36.但是，Yahav等37研究发现

9、，1618日胚龄每天09001200给以38.5 孵化温度，对雏鸡的体重没有影响。光照颜色对肌生成也有影响。火鸡胚胎发育期给以绿色光照，能提高母雏的出生体重38和 促 进 成 年 鸡 肌 细 胞 增 殖39.Stawiska等9研究了绿色光照和孵化温度（38.5 ）对鸡胚和初生雏MRFs mRNA表达的影响，结果发现，18日胚龄，绿色光照组和对照组MyoD表达显着高于温度组，而绿色光照组和温度组MyoG的表达显着低于对照组，绿色光照组Myf5的表达也显着低于对照组；4日龄时，处理因子仅对MyoD基因有显着影响，绿色光照组表达量最低；8日龄时，处理因子仅对MyoG有 影 响，温 度 组 表 达

10、量 最 低。Shima等40报 道 了 低 温 对C2C12细 胞MRFs的 影 响，30时，可观察到MyoD基因的表达，而MyoG基因无表达；相反，在肌卫星细胞激活时，可观察到MyoG基因表达，MyoD基因无表达。3.6活性因子对MRFs表达及肌生成的调控作用胰岛素类激素家族是机体生长、发育和代谢的重要调控因子，对MRFs表达具有显着的调控作用。研究发现，胰岛素样生长因子-2显着提高了金头鲷肌细胞MyoD和Myf5基因表达，而胰岛素样生长因子-1上调了Myf6和MyoG基因的表达41.Shima等42研究发现，胰岛素样生长因子-1或维生素C都能上调低温30培养的C2C12细胞MyoG基因的表

11、达；同样，胰岛素样生长因子-1或维生素C显着 缓 解 了 低 温 诱 导 的 人 骨 骼 肌 细 胞 分 化。将17β-雌二醇以浓度9mol/L处理雌性火鸡胸大肌肌卫星细胞和12mol/L处理雄性火鸡股二头肌肌卫星细胞，显着促进了肌卫星细胞的增殖，但是对肌卫星细胞的分化无影响；17β-雌二醇处理雄性火鸡胸大肌肌卫星细胞MyoD表达下降，但腿肌肌卫星细胞表达量无影响；处理因子对雌性火鸡胸大肌肌卫星细胞和胚胎肌细胞MyoD表达都无影响；处理因子降低了雄性火鸡肌卫星细胞MyoG表达，而对雌性火鸡无影响；且对胚胎肌细胞MyoG表达有小幅降低趋势43.研究发现，一氧化氮对肌生成具有调控作 用，鸡 胚 肌 细 胞 给 予 一 氧 化 氮 能 够 促 上 调MyoG和肌球蛋白的表达量，但是对MyoD和Myf5无影响44.4展望综上所述，MRFs家族成员参与了肌生成的一系列过程，氨基酸、矿物质、限饲、运动、光照、温度和活性因子等因素对该家族成员基因表达和肌生成均具有重要的调控作用。但是，就畜禽生产而言，希望进一步研究目前饲料中常用的酶制剂、微生物饲料添加剂、功能性蛋白肽、功能性氨基酸、有机微量元素、植物与微生物提取物、益生元以及发酵和酶解饲料对该基因家族和肌生成的调控机理，并