TGFBI在绵羊尾部脂肪间充质干细胞增殖与成脂分化中的作用及调控机制

High tail fat accumulation is need to be decreased by breeding ways in fat-tailed sheep. Tail fat accumulation is related to the activity of proliferation and adipogenic differentiation for adipose-derived stem cells (ADSCs) in tail adipose tissue, thus fat-tailed sheep may be with a high efficiency. Here, to identify the biological mechanism of fat deposition in sheep, ADSCs were separated and cultured in vitro, then cell proliferation, adipogenic differentiation and growth factors intervention were performed to compare the biological activity of ADSCs from fat and thin tailed sheep, to analysis the effect of transforming growth factor beta induced (TGFBI) on proliferation, migration and adipogenic differentiation of ADSCs, to characterize the adipogenic differentiation mechanism of TGFBI intervene on ADSCs. Our results may have a significance to understand the molecular mechanism of tail fat accumulation in fat and thin tailed sheep, therefore providing theoretical basis for reduction of tail fat deposition in fat-tailed sheep.

育种中迫切需要对脂尾型绵羊的脂尾（脂臀）性状进行改良，以减少其尾部脂肪的过量沉积。本项目围绕脂尾型和瘦尾型绵羊尾部脂肪沉积与其尾部脂肪间充质干细胞(ADSCs)的增殖活性及成脂分化能力相关的关键科学问题，拟采用细胞原代培养、增殖试验、诱导分化试验及细胞因子干预等技术和方法，重点研究：（1）获取脂尾型和瘦尾型绵羊尾部脂肪组织ADSCs并比较其增殖活性及成脂分化能力，揭示脂尾型和瘦尾型绵羊尾部脂肪组织ADSCs生物活性的差异；（2）体外细胞试验研究转化生长因子β诱导分泌蛋白（TGFBI）对ADSCs的干预作用，揭示脂尾型和瘦尾型绵羊尾部脂肪组织微环境中差异表达的TGFBI对其ADSCs增殖、迁移及成脂分化的影响，并解析TGFBI调控ADSCs成脂分化的机制。经上述研究回答脂尾型和瘦尾型绵羊尾部脂肪沉积能力差异的原因，为脂尾型绵羊脂尾（脂臀）性状的改良奠定理论基础。

我国地方脂尾型绵羊的尾（臀）脂性状亟需进行改良，解析绵羊尾脂沉积的分子调控机理，分析TGFBI细胞因子的调控机制，可为脂尾型绵羊的育种改良提供思路。本项目通过原代细胞体外培养、基因定位、蛋白质组学和组织解剖学分析，挖掘脂尾型绵羊尾脂沉积的机制。通过获取脂尾型和瘦尾型绵羊不同脂肪组织来源的脂肪间充质干细胞（ADSCs），揭示不同脂肪组织来源的ADSCs的体外增殖活性差异不显著，胚胎期ADSCs的增殖活性更强；利用重组细胞因子TGFBI处理ADSCs，揭示TGFBI基因在不同尾型绵羊尾脂中差异表达，说明TGFBI可抑制脂肪前体细胞增殖；基于基因芯片和重测序分析，发现PDGFD第一内含子中突变为绵羊尾型性状的正选择位点，验证PDGFD在胚胎早期高表达，PDGFD在脂尾羊中的表达高于细尾羊，推测PDGFD具有促进脂肪前体细胞增殖和脂肪沉积的作用；发现绵羊TBXTc.333-334G-G>C-T突变与肥臀型绵羊“无尾”表型相关，利用该突变为重要因果突变设计了一种用于鉴定我国地方肥臀型绵羊为纯种的检测方法；比较脂臀型、脂尾型和瘦尾型绵羊的尾部脂肪组织解剖学差异，发现脂尾（臀）羊均有尾椎裂（脊膜膨出）现象，推测脊膜膨出改变组织微环境促使脂肪增生，造成尾部大量脂肪沉积，但仍需设计实验进行验证；利用差异和磷酸化蛋白质组学揭示哈萨克羔羊尾脂骨化生与组织微环境中炎性反应相关，以上研究结果发表标注该项目基金文章6篇，其中SCI4篇，获批国家发明专利1项，培养研究生两名，以此研究为基础新增国家自然基金地区项目1项。本项目从组织解剖层面、基因定位及细胞增殖分化等多方面系统研究绵羊尾部脂肪沉积的调控机制，为更好地理解脂尾型绵羊尾部脂肪沉积机制提供了新的思路，为绵羊分子育种奠定理论基础。