FASN基因调控山羊肌内脂肪沉积的代谢通路研究

The content of intramuscular fat (IMF) is one of the important contributors of goat meat quality. Investigating the mechanism of IMF deposition in goat muscle is of the vital significance on improving meat quality and promoting the development of meat goat industry. Based on the establishment of culture system of Jianzhou Big-Eared goat intramuscular adipocyte in vitro, RNA-Seq, gene overexpression, RNA interference, triglyceride determination, RT-qPCR, Western Blot, GC-MS are used to establish a FASN/malonyl-CoA regulatory model; And then, the target genes are screened and identified to reveal the metabolism pathway of FASN gene regulating IMF deposition in goat. These data will be beneficial for revealing the mechanism of goat IMF deposition, and will provide experimental basis for promoting the goat meat quality from a molecular breeding aspect.

肌内脂肪含量（IMF）是影响山羊肌肉品质的关键因素之一，探讨山羊肌内脂肪沉积的分子调控机制对提高羊肉品质，促进肉用山羊产业的发展具有重要的科学意义与应用价值。本研究以简州大耳羊为研究对象，建立山羊肌内脂肪细胞体外培养体系，并以探求FASN对malonyl-CoA的调控作用为切入点，采用细胞转录组测序、过表达和干扰、甘油三酯测定、实时荧光定量PCR、Western Blot、气相色谱-质谱联用等技术, 确立基于FASN/malonyl-CoA的脂质沉积分子调控模式；通过对下游关键基因的筛选及功能验证，阐明FASN调控山羊肌内脂肪沉积的代谢通路，从而为揭示山羊肌内脂肪沉积的分子调控机制提供实验依据，并为从分子育种的角度提高羊肉品质奠定基础。

肌内脂肪含量（IMF）是影响山羊肌肉品质的关键因素之一，解析IMF沉积的调控机制是目前山羊分子育种工作的重要任务。FASN作为机体脂肪酸合成的关键酶，在机体脂质代谢过程中具有重要的调控作用，然而FASN调控山羊前体肌内脂肪细胞的代谢通路还不清楚。本研究选取7日龄简州大耳羊3只，无菌屠宰后采集其背最长肌组织，利用Ⅱ型胶原酶消化法成功分离山羊原代前体肌内脂肪细胞；100μM油酸处理可显著促进山羊前体肌内脂肪细胞的分化和细胞分化相关基因PPARγ、C/EBPα和FABP4基因的表达，抑制LPL基因的表达，胰岛素对细胞分化没有显著影响。不同浓度（0μM、50μM、100μM、150μM、200μM）能够剂量依赖性的抑制山羊前体肌内脂肪细胞脂质的沉积，其中100μM 时抑制效果最好。malonyl-CoA还能够显著抑制AGPAT6、DGAT2、GPAM、TIP47和XOR基因的表达。干扰FASN能够显著提高细胞malonyl-CoA含量，降低GPAM、DGAT2、AGPAT6、TIP47、ADFP、BTN1A1和XDH基因的表达，提高HSL基因的表达，降低C10:0和C12:0含量，增加C14:0含量。添加malonyl-CoA能够显著增加FASN干扰对DGAT1、DGAT2、LPIIN1、GPAM和AGPAT6基因表达的抑制效果。克隆得到CPT1A和CPT1B基因序列，其CDS区分别为2322 bp和2313 bp。CPT1A在肝脏和肾脏组织中高表达，而CPT1B在肌肉组织中高表达，且均与IMF含量呈现正相关性。CPT1A和CPT1B均在山羊前体肌内脂肪细胞分化过程中高表达。干扰CPT1A可抑制脂质的积累，增加DGAT2、AGPAT6、TIP47、FASN、FABP3、FABP4、ATGL、HSL和LPL基因等基因表达，降低CD36和ACACA基因的表达。干扰CPT1B也可抑制细胞脂质的积累，促进了FASN、FABP3、DGAT2、ATGL、LPL、HSL和ADFP基因的表达，而显著抑制ACACA、ACSS2、AGPAT6和TIP47基因的表达。这些结果说明FASN可能通过malonyl-CoA调控山羊前体肌内脂肪细胞的沉积，CPT1s可能参与到FASN/malonyl-CoA过程的调控，从而为进一步揭示FASN调控山羊肌内脂肪沉积的代谢通路及分子机制提供实验依据。