延边黄牛骨骼肌卫星细胞诱导成脂转分化对单不饱和脂肪酸形成影响研究

Postnatal skeletal muscle contains a cell population known as satellite cells that plays a key role in regulating postnatal skeletal muscle growth. The satellite cells are located between the fiber plasmalemma and the basal lamina and are considered to be stem-like cells on account of their potential to proliferate. Satellite cells have long been considered to be monopotential and able to produce only cells of the myogenic lineage. However, recent studies have demonstrated that they are multipotential. Ligand derivatives and gene over expression promote adipogenic differentiation of myoblasts by inducing several transcription factors including the peroxisome proliferator activating receptor-γ (PPARγ). Despite numerous studies aimed at understanding the multipotential capacity of satellite cells and the mechanisms by which the proliferation and differentiation of the cells can be controlled, bovine muscle satellite cells are not known to undergo adipogenic differentiation. Therefore, the objective of the study is to examine effect of induced Yanbian Yellow cattle skeleton satellite cell trans-differentiation on monosaturated fatty acid generation when cultured with palmitic acid and stearic acid.

牛肌肉卫星细胞是位于肌膜与基底膜之间的多潜能干细胞群，通过诱导可以转分化为脂肪细胞。肌细胞的成脂转分化调控对延边黄牛肌内脂肪调控及脂肪酸形成具有重要的理论意义。过氧化物酶体增殖活化受体（PPARγ）在牛肌细胞的诱导成脂转分化及脂肪酸形成发挥极其重要作用，但其相关影响尚不明晰。因此，本项目通过PPARγ特异性配体激动剂和过表达PPARγ基因诱导延边黄牛骨骼肌卫星细胞成脂转分化，利用棕榈酸和硬酯酸处理牛骨骼肌卫星细胞，通过对相关脂肪酸代谢产物、成肌相关基因及成脂转分化相关转录因子和重要靶基因表达水平等分析，阐明延边黄牛骨骼肌卫星细胞诱导成脂转分化对单不饱和脂肪酸形成影响，为进一步深入延边黄牛肌内脂肪沉积与脂肪酸代谢调控分子机制奠定理论基础。

肉牛骨骼肌是机体利用脂质的非常重要的组织，和肌内大理石花纹的形成密切相关。牛肌肉卫星细胞是位于肌膜与基底膜之间的多潜能干细胞群，通过诱导可以转分化为脂肪细胞。肌细胞的成脂转分化调控对延边黄牛肌内脂肪调控及脂肪酸形成具有重要的理论意义。过氧化物酶体增殖活化受体（PPARγ）在脂肪细胞分化过程中发挥着重要的调控作用，但在牛骨骼肌细胞的脂质累积过程中是否发挥重要作用尚不明晰，因此本项目旨在揭示PPARγ在延边黄牛骨骼肌卫星细胞成脂转分化的影响及其相关作用机制。项目通过调控PPARγ基因表达诱导延边黄牛骨骼肌卫星细胞成脂转分化，利用不同脂肪酸诱导牛骨骼肌卫星细胞，通过对成肌相关基因及成脂转分化相关转录因子和重要靶基因表达水平等分析，以期阐明延边黄牛骨骼肌卫星细胞诱导成脂转分化对单不饱和脂肪酸形成影响。 .研究结果表明，以延边黄牛骨骼肌的半膜肌为试材，可成功建立延边黄牛原代骨骼肌卫星细胞研究模型。 筛选的最佳浓度Ciglitazone可诱导PPARγ基因高效表达，在协同促进C/EBPα、C/EBPβ等成脂转化因子的表达同时，促进延边黄牛骨骼肌卫星细胞的成脂转分化，可显著增加延边牛骨骼肌卫星细胞脂滴和甘油三脂的积累，促进脂联素的胞外分泌；显著差异表达基因564个，在PPAR信号通路富集度最高。特异性抑制因子GW9662可明显下调PPARγ基因表达，及C/EBPα、C/EBPβ等其他成脂相关基因及蛋白的表达，胞内无脂滴生成，胞外脂联素分泌和甘油三酯累积显著减少。利用油酸、棕榈油酸、棕榈酸和硬酯酸处理牛骨骼肌卫星细胞，结果发现诱导延边黄牛骨骼肌卫星细胞成脂转分化效率与脂滴形成面积MUFA（油酸和棕榈油酸）显著高于SFA（棕榈酸和硬酯酸），同时极显著高表达PPAR信号通路中骨骼肌最主要的脂滴蛋白PLIN2 基因。项目揭示了肉牛骨骼肌卫星细胞具有向类脂肪细胞转化的多向分化的潜能，在转脂分化过程中PPARγ在脂质累积中发挥关键的调控作用。本项目为开展延边黄牛肌内脂肪沉积与脂肪酸代谢调控分子机制提供了重要的理论依据。