绵羊Musclin基因真核表达载体的构建及其对肌细胞糖代谢和胰岛素作用的影响

为了研究绵羊Musclin对糖代谢和胰岛素作用的影响,本试验运用生物信息学软件对其结构特征进行预测,并构建绵羊Musclin基因真核表达载体。分4组对绵羊胎儿成肌细胞进行处理：空载体组（pcDNA3.1）、Musclin过表达组（pcDNA3.1-Musclin）、空载体+胰岛素组（pcDNA3.1+Insulin）、Musclin过表达+胰岛素组（pcDNA3.1-Musclin+Insulin）。然后分别在分化48和72 h时收集细胞,检测Musclin对正常或添加胰岛素培养的分化状态绵羊肌细胞糖代谢的影响,并利用荧光定量PCR检测相关基因表达的变化。酶切鉴定和测序结果表明,成功构建了表达载体pcDNA3.1-Musclin。生物信息学分析表明,绵羊Musclin蛋白含有一个信号肽,并在28氨基酸位点处存在一个酶切位点。亚细胞定位在胞外,属于分泌蛋白。其二级和三级结构以α螺旋和无规则卷曲为主。细胞试验表明,绵羊Musclin基因过表达明显减少了正常或胰岛素处理的绵羊肌细胞糖原含量并增加了培养液中葡萄糖含量。诱导分化72 h时,过表达Musclin抑制了Musclin过表达组和Musclin过表达+胰岛素组绵羊肌细胞中IRS1、AKT1、AKT2、GLUT1、GLUT4基因mRNA表达,并促进了GSK3β mRNA表达;而诱导分化48 h时,只有GLUT4基因的表达受到抑制。综上所述,绵羊Musclin基因过表达可以影响肌细胞糖代谢并减弱胰岛素的作用,二者相互协调以维持糖代谢稳态。其作用机制涉及到上述相关基因的表达变化,且与绵羊成肌细胞的分化状态有关。     

绵羊胚胎成纤维细胞饲养层用于培养人诱导性多能干细胞的效果研究

试验在体外分离培养1月龄绵羊胚胎成纤维细胞（sheep embryonic fibroblast，SEF），经丝裂霉素C处理后探讨其作为诱导性多能干细胞（induced pluripotent stem cells，iPSC）体外培养饲养层的可行性。试验以SNL饲养层细胞为对照，人iPSC（hiPSC）为培养对象，通过形态学观察、碱性磷酸酶（AP）染色、以及实时荧光定量PCR和免疫细胞化学对hiPSC标志基因mRNA和蛋白表达的检测，比较了SEF细胞和SNL细胞作为干细胞饲养层的效果。结果表明，在试验期内，与SNL饲养层体外培养的hiPSC相似，SEF饲养层体外培养的hiPSC在形态上呈集落样生长，增殖速度快；AP染色呈蓝紫色，能够维持未分化状态；能正常表达多能性标志基因。两种饲养层细胞培养的hiPSC多能性标志基因c-Myc、Klf4、OCT4和SOX2 mRNA的表达以及OCT4、SOX2、SSEA4和TRA-1-60蛋白的表达并无显著差异（P>0.05）。本研究结果初步表明SEF可作为体外培养iPSC的饲养层细胞，为进一步建立可表达促生长因子的基因修饰SEF细胞系奠定了基础。     

绵羊c-Myc与EGFP融合蛋白的真核表达及其对细胞增殖的调控作用

为了探讨c-Myc基因对细胞增殖及相关基因表达的调控作用，本试验构建了c-Myc-（G₄S）₃-EGFP融合基因的真核表达载体pc-Myc-EGFP，并利用生物信息学分析了其结构和理化特征。转染后分别通过细胞计数和qRT-PCR检测了其对绵羊胚胎成纤维细胞（sheep embryonic fibroblasts，SEF）增殖及相关基因表达的影响，并利用启动子分析软件解析了相应的表达调控机制。酶切鉴定和测序结果表明，载体构建成功。生物信息学分析表明，绵羊c-Myc蛋白主要定位于细胞核，含有螺旋环螺旋（helix-loop-helix，HLH）结构域，其分子量为48 474.78 u。融合蛋白c-Myc-（G₄S）₃-EGFP有较强的亲水性，且含有31个磷酸化位点。因（G₄S）₃有较高的灵活度（9.848 5），两侧的c-Myc和EGFP都保持各自的空间构象且互不干扰。进一步的细胞试验结果表明，重组质粒pc-Myc-EGFP在SEF中能够表达。过表达c-Myc促进了SEF的增殖，使cyclin D2、Cdk4、Cdk6、cyclin E1、cyclin A2、cdc25A mRNA的表达水平分别升高至5.20、3.10、6.54、6.52、23.37和8.22倍（P<0.01），E2F1 mRNA的表达升高至1.83倍（P<0.05）。启动子分析结果表明，各基因的5'调控区存在c-Myc和E2F1的结合元件。综上所述，绵羊c-Myc通过上调细胞周期相关基因的表达促进SEF细胞增殖，c-Myc的作用机制可能是通过直接作用于靶基因5'调控区的E-box元件，也可能是通过其他转录因子（如E2F1）的间接调控作用而实现。