羊肉成熟中caspase-3激活通路对肌原纤维降解的作用机制

Tenderness is regarded as the most important criterion for meat quality. Caspase-3 has been considered to have a significant effect on meat tenderization. But the role of apoptotic factors of pathways of caspase-3 activation during the meat aging is not clear. To solve this issue, skeletal muscle cells of Guanzhong dairy goat are cultured and hypoxia ischemia cell model is made. The degradation profiles of myofibril and the changes of apoptotic factors of the pathways of caspase-3 activation such as Fas, caspase-8, cytochrome c and caspase-9 et al. are investigated, to find out which factors will mainly contribute to the myofibrillar disruption. Then, apoptosis inducers are used to treat goat muscle immediately after slaughter to make sure whether these factors, which were chosen through the cell model, play a major role on myofibrillar disruption during goat postmortem aging. The results of this study will complete the existing mechanism of meat aging and offer a new insight and theoretical guidance for improving meat quality.

嫩度是肉类品质最重要的指标之一。细胞凋亡酶caspase-3在肉成熟嫩化中的重要作用已被证实，但是激活caspase-3的调控因子在成熟中的作用机制还不清楚。针对这一改善肉品嫩度的关键问题，本项目以关中淘汰奶山羊肉为研究对象，分离肌细胞建立缺氧缺血的细胞模型，研究caspase-3的死亡受体和线粒体激活通路中调控因子Fas、Bcl-2、cytochrome c、caspase-9等的变化情况，分析肌原纤维的降解变化，筛选激活通路中促使肌原纤维降解的关键调节因子；进一步利用凋亡诱导剂加剧宰后羊肉成熟过程中的细胞凋亡过程，分析激活通路中已经筛选出的调节因子与肌原纤维降解的关系，最终确定其在肉嫩度改善中的作用。项目成果将完善现有的肉类成熟理论，为改善肉的嫩度提供新的思路和理论指导。

嫩度是肉类品质最重要的指标之一。利用氯化钙、茶多酚处理宰后成熟过程中的羊肉，超声波处理宰后成熟过程中的鸡肉，加剧细胞凋亡的发生。检测caspase-3死亡受体激活通路中Fas、FasL、caspase-8、caspase-3的变化。同时，检测caspase-3线粒体激活通路中Bcl-2、Bax、cytochrome c、caspase-9、caspase-3的变化，分析关键肌原纤维蛋白的水解变化。筛选出的关键调节因子的变化，及其对肌原纤维降解的影响。确定caspase-3两条激活通路中各个关键调节因子在宰后成熟过程中的作用。分析了这些因子对宰后成熟阶段肌原纤维降解的影响，找出促进宰后羊肉成熟嫩化过程的关键生化因子；进而通过调节相关的凋亡效应因子来调控肉的成熟过程，提高肉的嫩度品质。同时，在研究中发现了除了细胞凋亡外，细胞自噬这种重要的细胞死亡方式也在宰后肉的成熟嫩化中起着重要作用。当宰后肌细胞处于缺血、缺氧、饥饿状态时，除细胞凋亡外，细胞自噬同样起着重要的生理作用。所以在进行本项目的同时，项目研究者又补充了一部分关于宰后成熟过程中细胞自噬与细胞凋亡的交互关系的研究，研究发现细胞自噬介导细胞凋亡的发生进而在宰后肉类成熟中发挥作用，已取得显著结果。利用雷帕霉素自噬诱导剂和3-MA自噬抑制剂处理宰后成熟过程中的羊肉，免疫印迹分析caspase-3酶原片段、caspase-3激活片段的变化，肌原纤维蛋白中的肌间线蛋白的降解。研究发现在宰后肉类成熟过程中，细胞自噬可以促进细胞凋亡的发生，最终促进了肌原纤维蛋白的水解，进而加剧了宰后肉的成熟过程，提高了肉的嫩度。