蔡我的完成文獻(xiàn)綜述

1、文獻(xiàn)綜述題目：MiRNA 對(duì)肉牛肌內(nèi)脂肪沉積相關(guān)表達(dá)的調(diào)控作用的研究綜述MiRNA 對(duì)肉牛肌內(nèi)脂肪沉積相關(guān)表達(dá)的調(diào)控作用的研究綜述MiRNA 對(duì)肉牛肌內(nèi)脂肪沉積相關(guān)表達(dá)的調(diào)控作用的研究綜述摘要：microRNA 廣泛存在于單細(xì)胞和多細(xì)胞的真核生物中，并在真核表達(dá)調(diào)控中有著重要的作用，它對(duì)信號(hào)傳導(dǎo)、細(xì)胞代謝和凋亡、肌細(xì)胞生成、和等方面影響顯著，因此受到了越來越多的關(guān)注。microRNA 是一類長度約 22nt 的內(nèi)源性非編碼小 RNA1，它能夠通過與靶非翻譯區(qū)結(jié)合從而抑制靶的翻譯或降解靶。首個(gè) miRNA lin-4 是蟲時(shí)序性發(fā)育調(diào)控的研究中被發(fā)現(xiàn)，但年后 let-7 的發(fā)現(xiàn)，才使 miRNA

2、 研究拉開了序幕。到目前為止，在動(dòng)植物及中已經(jīng)發(fā)現(xiàn) 4361 個(gè) miRNA，大多數(shù)以單拷貝、多拷貝或簇的形式存在于基因組中，人類細(xì)胞中大概有 200 種不同 miRNA。miRNA 參與復(fù)雜的生物學(xué)過程，如早期發(fā)育、細(xì)胞增殖、細(xì)胞凋亡、細(xì)胞、脂肪代謝等，調(diào)控眾多的靶，在生物體內(nèi)分布廣泛，近年來，miRNAs 已經(jīng)成為生物學(xué)領(lǐng)域研究的重要熱點(diǎn)之一。本文對(duì) microRNA及其對(duì)動(dòng)物肌肉發(fā)育和脂質(zhì)代謝的調(diào)控以及在一些動(dòng)物疾病中的作用等的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述，為今后動(dòng)物microRNA 的研究提供理論依據(jù)。：microRNAs；動(dòng)物；肌肉發(fā)育;脂質(zhì)代謝；疾病1. 肉牛肌內(nèi)脂肪生長發(fā)育的進(jìn)展1.1 肌內(nèi)

3、脂肪概述肌內(nèi)脂肪(intramuscular fat , IMF)是指沉積在肌肉塊之內(nèi)的脂肪, 分布于肌外膜、肌束膜甚至肌內(nèi)膜上 。肌內(nèi)脂肪是由肌內(nèi)脂肪組織和肌中的脂肪組成的 。肌內(nèi)脂肪組織由沿肌成簇存在,這部分的方向排列的脂肪細(xì)胞組成,位于肌束間隙,脂肪細(xì)胞存在或構(gòu)型幾乎全是三?；视? 而肌中的脂肪則是由肌漿中的三?；视鸵旱?、膜脂(主要是磷脂)和膽固醇等組成 。1.2 肌內(nèi)脂肪對(duì)肉品質(zhì)的影響Purchas(2002)研究結(jié)果越多 , 烹飪后嫩度就越好, 肌內(nèi)脂肪的含量與肉的嫩度呈正相關(guān) ,肌內(nèi)脂肪可能是肌內(nèi)脂肪含量的增加減少了面積的肌數(shù)量,使得肉的嫩度在一定程度上有所增加(劉麗,200

4、0),說明大理石花紋越豐富 ,肉相對(duì)越嫩。湯曉艷等(2006)研究結(jié)果表明 ,大理石花紋等級(jí)對(duì)蒸煮損失有極顯著影響, 大理石花紋越豐富 ,即肌內(nèi)脂肪含量越高 ,肉的蒸煮損失就越小,口感細(xì)牛肌內(nèi)脂肪富含磷脂, 磷脂是影響肉品揮發(fā)性風(fēng)味成分的重要前體物。磷脂對(duì)牛肉加熱后的香氣特性及揮發(fā)性化合物的種類有很大的影響, 去除磷脂則會(huì)導(dǎo)致肉香中一些特有的風(fēng)味成分也消失, 因此, 磷脂是牛肉中一種重要的呈味物質(zhì) 。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn), 風(fēng)味與肉牛呈正相關(guān) , 這可能也是隨著的增大 ,肌肉中脂肪累積的結(jié)果 。2. 肌內(nèi)脂肪沉積的研究進(jìn)展2.1 肌內(nèi)脂肪沉積的機(jī)理IMF 主要以磷脂和甘油三酯形式存在，其中磷脂是影響素

5、。肌肉內(nèi)脂肪的含量取決于脂肪體細(xì)胞數(shù)量和脂肪的揮發(fā)風(fēng)味成分的重要因能力，一般在出生前或生長發(fā)育早期被確定，在肥育期僅僅通過脂肪細(xì)胞體積的增大和重量的增加來完成脂肪的沉第 0 頁 共 7 頁沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)士文獻(xiàn)綜述積。肌內(nèi)脂肪存在于肌外膜、肌束膜甚至肌內(nèi)膜上，正常情況下，脂肪先在肌肉的大血管周圍沉積，隨后按照肌外膜、肌束膜的順序沉積脂肪。當(dāng)營養(yǎng)情況很好時(shí)，肌內(nèi)膜和毛細(xì)上也會(huì)沉積脂肪，這就是肌肉呈現(xiàn)大理石紋的2.2 影響肌內(nèi)脂肪沉積的相關(guān)脂肪組織沉積的代謝過程是由相關(guān)。時(shí)空特異性表達(dá)的，營養(yǎng)和環(huán)境因素也是通過調(diào)節(jié)的表達(dá)而影響脂肪的沉積。脂肪的生成是一個(gè)復(fù)雜的過程，有 900 多個(gè)數(shù)量性狀的候選對(duì)脂

6、肪沉積進(jìn)行調(diào)控。本文對(duì)心臟脂肪酸結(jié)合蛋白、脂肪型脂肪酸結(jié)合蛋白、脂蛋白脂酶、過氧化氫酶體激活增殖受體、脂蛋白脂肪酶、脂肪細(xì)胞的決定和分化因子 1、脂肪酸酶、固醇調(diào)節(jié)元件結(jié)合蛋白 1、CCAAT 增強(qiáng)子結(jié)合蛋白、肥胖、瘦素、激素敏感脂酶、黑素皮質(zhì)素受體-4 進(jìn)行研究。3.Mi RNA 的研究進(jìn)展microRNA是一類長度約22nt的內(nèi)源性非編碼小RNA，它能夠通過與靶非翻譯區(qū)結(jié)合從而抑制靶的翻譯或降解靶。首個(gè) miRNA lin-4 是蟲時(shí)序性發(fā)育調(diào)控的研究中被發(fā)現(xiàn)，但年后let-7的發(fā)現(xiàn)，才使miRNA研究拉開了序幕。到目前為止，在動(dòng)植物及中已經(jīng)發(fā)現(xiàn)4361個(gè)miRNA，大多數(shù)以單拷貝、多拷貝

7、或簇的形式存在于組中，人類細(xì)胞中大概有200種不同miRNA。miRNA參與復(fù)雜的生物學(xué)過程，如早期發(fā)育、細(xì)胞增殖、細(xì)胞凋亡、細(xì)胞、脂肪代謝等，調(diào)控眾多的靶基因，在生物體內(nèi)分布廣泛，近年來，miRNAs已經(jīng)成為生物學(xué)領(lǐng)域研究的重要熱點(diǎn)之一。3.1 microRNAs的生物microRNAs 的生物與特性及作用受到很多學(xué)者們的關(guān)注與研究。Rodriguez A 等為了更清晰的了解動(dòng)物 microRNA 的轉(zhuǎn)錄，對(duì)非編碼 RNAs 的組位置和它的上、下游結(jié)構(gòu)分別在人類和鼠中進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)大部分哺乳動(dòng)物的 microRNAs 是重疊并且分別來自編碼蛋白質(zhì)的內(nèi)含子或表達(dá)類非編碼 RNA 的外顯子和內(nèi)

8、含子， 由此表明microRNAs 的轉(zhuǎn)錄是與它們宿主轉(zhuǎn)錄并列的。如圖 1 所示在動(dòng)物中，microRNAs 的大致可以分為在細(xì)胞核內(nèi)和細(xì)胞質(zhì)內(nèi)二個(gè)階段：在細(xì)胞核內(nèi)，首先編碼轉(zhuǎn)錄 microRNA的由多聚酶轉(zhuǎn)錄生成 pri-microRNA，pri-microRNA 被核內(nèi) RNase核酸酶 Drosha等一些成分的微處理器（microprocessor）復(fù)合體成發(fā)夾結(jié)構(gòu)長度約 5570nt的 pre-microRNA。然后在 Exportin5 和蛋白因子 Ran 的幫助下 pre-microRNA 就從核進(jìn)入到了胞質(zhì)內(nèi)；在細(xì)胞質(zhì)內(nèi)，pre-microRNA 在 Dicer 酶與結(jié)合蛋白的作

9、用下被切割成 2125nt 的雙鏈 microRNA，然后 microRNA被解鏈，其中一條降解，另一條則為成單鏈 microRNA，單鏈 microRNA 進(jìn)入一個(gè)核糖蛋白復(fù)合體 miRNP（也叫 RNA誘導(dǎo)的沉默復(fù)合物 RISC），microRNA 與靶的UTR 區(qū)互補(bǔ)配對(duì)，從而實(shí)現(xiàn)指導(dǎo) miRNP 復(fù)合體對(duì)靶mRNA 進(jìn)行切割或翻譯抑制。第 1 頁 共 7 頁MiRNA 對(duì)肉牛肌內(nèi)脂肪沉積相關(guān)表達(dá)的調(diào)控作用的研究綜述圖 microRNA 的生物(圖引自于李志娟等6)途徑microRNAs有一些主要特征：與大多數(shù)寡核苷酸和功能RNA的降解片段有所區(qū)別，成熟microRNAs的5端為磷酸基團(tuán)

10、，3端為羥基，microRNAs 5末端 Watson-Crick 2-8 個(gè)堿基配對(duì)核苷酸是它與靶 mRNA特異性互補(bǔ)結(jié)合的主要決定因素，叫作“序列”。其他區(qū)域的核苷酸環(huán)繞mRNA 3UTR 序列成結(jié)構(gòu)，也會(huì)抑制mRNA作用。microRNA的作用模式還與它和靶的互補(bǔ)程度有關(guān)，當(dāng)二者完全互補(bǔ)時(shí)切割靶mRNA，當(dāng)全互補(bǔ)時(shí)，抑制靶蛋白翻譯，當(dāng)然也存在兩種模式結(jié)合的情況。microRNA是一組不編碼蛋白質(zhì)自身不具備開放閱讀框架的短序列RNA，在真核生物中廣泛存在。另外，從同一個(gè)前體RNA得來的共表達(dá)miRNA存在簇現(xiàn)象，而且簇生排列的基因通常是協(xié)同表達(dá)。microRNA在進(jìn)化上具有高度保守性，表達(dá)

11、上具備嚴(yán)格的時(shí)空性和組織特異性，且在不同生物體間行使相同的功能。3.2 肌肉發(fā)育相關(guān)的 miRNA脊椎動(dòng)物肌肉的生長主要依賴于肌的增殖和肥大,即肌的數(shù)量和大小。胚胎期肌細(xì)胞經(jīng)反復(fù)的有絲,大量增殖。出生后動(dòng)物肌的數(shù)目不再增加，因而此后肌的生長主要依賴于體積的增加和肌的增長7。目前,關(guān)于肌肉發(fā)育的機(jī)制還不是很清楚,但是在肌細(xì)胞的增殖、分化過程中許多調(diào)節(jié)因子都發(fā)揮著重要作用,最近發(fā)第 2 頁 共 7 頁沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)士文獻(xiàn)綜述現(xiàn) microRNAs 也在其中發(fā)揮重要的調(diào)節(jié)作用,下面就近幾年來研究比較多的 microRNAs做一下介紹。在肌肉中特異表達(dá)的miRNA包括miR-1、miR-133a、mi

12、R-206、miR-208a、miR-208b等，統(tǒng)一命名為myomiR8。在小鼠miR-1、miR-133a所在的上，microRNAs簇上游增強(qiáng)子處均發(fā)現(xiàn)有生長激素因子(SRF)結(jié)合位點(diǎn),在兩種內(nèi)部也有myoD和SRF結(jié)合位點(diǎn)。并有研究表明當(dāng)小鼠心臟內(nèi)部SRF后，miR-1、miR-133a的表達(dá)水平也隨之呈現(xiàn)下調(diào)狀態(tài)。在C2C12成肌細(xì)胞中， miR-1過表達(dá)會(huì)增加肌源細(xì)胞的分化和多核成熟肌管的形成，從而證明miR-1的作用是促進(jìn)肌細(xì)胞的分化。2006年Chen JF等研究發(fā)現(xiàn)在骨骼肌細(xì)胞分化成熟過程中miR-1和mir-133呈現(xiàn)一定的時(shí)空特異性表達(dá)，其中miR-1促進(jìn)肌細(xì)胞分化，而m

13、ir-133則抑制分化而促進(jìn)成肌細(xì)胞增殖，結(jié)果顯示了兩者對(duì)于骨骼肌的發(fā)育均存在顯著的調(diào)節(jié)作用。miR-133 主要通過抑制SRF 的表達(dá)來行駛功能，而SRF又是可以啟動(dòng)miR-1 和miR-133轉(zhuǎn)錄的轉(zhuǎn)錄因子，這種關(guān)系使得SRF 與miR-1 和miR-133 之間成為一個(gè)負(fù)反饋環(huán)，調(diào)控肌肉的發(fā)育變得更加精確。由此可見，在維持肌肉的增殖和分化的動(dòng)態(tài)平衡方面，miR-1 和miR-133 相互協(xié)調(diào)。Clop A等在綿羊2號(hào)上發(fā)現(xiàn)了一個(gè)與肌肉生長相關(guān)的數(shù)量性狀座，并將肌肉生長抑制素在此座位。隨后通過人為使肌肉生長抑制素的等位末端一個(gè)突變?yōu)?，結(jié)果發(fā)現(xiàn)骨骼肌miR-1和miR-206的表達(dá)明顯增加。

14、在發(fā)育期的小鼠心臟中,過表達(dá)miR-1 后導(dǎo)致心肌細(xì)胞的增殖受阻, 抑制成肌細(xì)胞增殖，而過表達(dá) miR-1后小鼠心肌細(xì)胞的表面積減少，同時(shí)還能明顯減少心肌細(xì)胞 ANP 及 MHC （心肌肥厚標(biāo)志物）的表達(dá)量7，這表明miR-1也參與心肌細(xì)胞的生長過程。同樣作為myomiR成員的miR-206，與miR-1和miR-133不同的是它僅在脊椎動(dòng)物的骨骼肌中特異表達(dá)，且在慢肌中高表達(dá)。類型轉(zhuǎn)變過程中調(diào)節(jié)的表達(dá)9。因此，它可能在成年動(dòng)物肌肉細(xì)胞發(fā)育和肌miR-206對(duì)肌肉分化的表達(dá)調(diào)控是通過轉(zhuǎn)化生長因子和肌肉生長抑制素對(duì)其抑制來實(shí)現(xiàn)的。在C2C12成肌細(xì)胞誘導(dǎo)分化成肌管的過程中，miR-206表達(dá)顯著

15、上調(diào)。miR-206在C2C12細(xì)胞中過表達(dá)時(shí)，阻滯細(xì)胞生長周期，誘導(dǎo)肌管生成；而miR-206表達(dá)受到抑制時(shí)， 結(jié)果則相反10。這都表明它在骨骼肌分化中起著重要的調(diào)控作用。miR-208a是由MHC( Myh6) 內(nèi)含子編碼的心臟特異性microRNA，在心肌肥厚化及調(diào)節(jié) 肌球蛋白重鏈表達(dá)過程中起重要作用，從而參與心肌的應(yīng)激反應(yīng)。miR-208b是和miR-208 作用相反的一組蛋白。因 miR-208b 和 miR-208 只有 3 個(gè)核苷酸不同，所以這種類型的調(diào)節(jié)使心臟中“miR-208 活性”維持長久水平。另外miR-214在豬和成年骨骼肌肌肉發(fā)育有一定的。于是Feng Y等11對(duì)其的

16、表達(dá)中有差距，很有可能它會(huì)與豬進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，對(duì)豬C2C12成肌細(xì)胞進(jìn)行體外培養(yǎng)，結(jié)果表明成肌細(xì)胞和肌管中miR-214都有表達(dá)，并在肌肉分化時(shí)表達(dá)上調(diào)。而當(dāng)抑制處理miR-214的表達(dá)時(shí)，發(fā)現(xiàn)體外培養(yǎng)細(xì)胞的增殖和分化都受到抑制。由此可見，miR-214在肌肉的增殖和分化上確實(shí)起到重要作用。4.H-FABP 研究進(jìn)展影響牛肉品質(zhì)的因素眾多，脂肪是肉品質(zhì)的一個(gè)重要組成部分并且影響動(dòng)物的產(chǎn)量12,13。脂肪的生成是一個(gè)復(fù)雜的過程，有 900 多個(gè)數(shù)量性狀的候選調(diào)控14。國內(nèi)外對(duì)其進(jìn)行了廣泛而深入的研究。其中 H-FABP 就是。心臟型脂肪酸結(jié)合蛋白(Heart Fatty Acid-Binding

17、 Protein,對(duì)脂肪沉積進(jìn)行肌內(nèi)脂肪的一個(gè)H-FABP)是 1972 年中分布最多的一種。發(fā)現(xiàn)的，又被稱為 FABP3量為 14-15kDa。H-FABP 是 FABPs第 3 頁 共 7 頁MiRNA 對(duì)肉牛肌內(nèi)脂肪沉積相關(guān)表達(dá)的調(diào)控作用的研究綜述由于 H-FABP之外，H-FABP管理脂質(zhì)和脂肪酸的轉(zhuǎn)運(yùn)和沉積，因此 H-FABP 與脂肪特性相關(guān)。除此與 IMF 含量的遺傳變異相關(guān)。H-FABP主要是參與細(xì)胞內(nèi)的脂肪酸，將脂肪酸從細(xì)胞膜上運(yùn)到脂肪酸氧化和三酰甘油及磷脂的位置。H-FABP在細(xì)胞內(nèi)與脂肪酸結(jié)合，使細(xì)胞內(nèi)外保持一定的濃度差，促進(jìn)細(xì)胞攝取脂肪酸15。microRNAs 與脂代謝

18、密切相關(guān)，越來越多的研究表明，miRNAs 可以通過與脂類代謝相關(guān)靶位點(diǎn)結(jié)合在轉(zhuǎn)錄后水平參與調(diào)節(jié)脂肪酸和膽固醇等多個(gè)層面的脂類代謝。目前,關(guān)于肌肉發(fā)育的機(jī)制還不是很清楚,但是在肌細(xì)胞的增殖、分化過程中許多調(diào)節(jié)因子都發(fā)揮著重要作用, microRNAs 也在其中發(fā)揮重要的調(diào)節(jié)作用。miRNA 的結(jié)合位點(diǎn)通常位于 mRNAs 的 3 UTR（非翻譯區(qū)域）16。RNA 沉默中，miRNA 的功能是通過堿基配對(duì)與靶 mRNAs 結(jié)合后作為其結(jié)合物的向?qū)?7。在 mRNAs 的 5端包括 2-7 位置的區(qū)域的核苷酸對(duì)于靶標(biāo)結(jié)合是相當(dāng)關(guān)鍵的，并且已經(jīng)被定義是 miRNA序列。miRNA 的下游核苷酸序列（

19、尤其是 8 核苷酸和 13-16 位置的核苷酸同樣重要）也同樣與靶 mRNA 堿基配對(duì)結(jié)合。參考文獻(xiàn)及活重對(duì)牛產(chǎn)肉性能的影響 J .黃牛雜志,1 王麗哲 , 劉麗 , 周光宏 .品種 、2001,27(4):12 16.2 劉麗 .黃牛及其改良牛產(chǎn)肉性能和肉品質(zhì)量分析及中國牛肉等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的研究與制度 D .南京:南京農(nóng)業(yè)大學(xué), 2000.3 湯曉艷 , 周光宏 , 徐幸蓮 .大理石花紋 、生理成熟度對(duì)牛肉品質(zhì)的影響 J .食品科學(xué), 2006, 27(12):114 117.4 M. Tyra, K. Ropka-Molik, A. Terman,. Association between su

20、bcutaneous and intramus-cular fat contentin porcine ham and loin depending on age, breed and FABP3 and LEPR genes transcript abundanceJ. Molecular Biology Reports, 2011, 40(3):2301-2308.5 Zhang B, Stellwag E J,Pan X. Large-scale genome analysis reveals unique features of microRNAsJ. Gene, 2009, 443(

21、1-2): 100-109.6 李志娟,高士爭,趙素梅. MicroRNA 的生物學(xué)功能及其在動(dòng)物肌肉和脂肪組織中表達(dá)的研究進(jìn)展J. 中國畜牧獸醫(yī), 2012, 39(7).7 黃帥,朱杰寧,林秋雄等. miR-1、miR-16 和 miR-208 前體在乳鼠心肌細(xì)胞和心肌成的表達(dá)J. 熱帶醫(yī)學(xué)雜志,2012,12(2).細(xì)胞中8 Huang M B,Xu H,Xie S J,. Insulin-like growth factor-1 receptor is regulated by microRNA-133during skelmyogenesisJ. PLoS One ,2011,6(

22、12) : 129-173.9 Dey B. miR-206 and -486 induce myoblast differentiation by downregulating Pax7J. Mol Cell Biol, 2011, 31: 203-214.10 Jalali Samuel, Ramanathan Gurukumar K. Mir-206 regulates pulmonary artery smooth muscle cellproliferation and differentiationJ.PLo S One, 2012, 7(10): 746-808.11Feng Y

23、, Cao J H, Li X Y,. Inhibition of miR-214 expression represses proliferation anddifferentiation of C2C12 myo-blastsJ.Cell Biochem Funct, 2011, 29 : 378-383.12 Dodson MV, Jiang Z, Chen J, Hausman GJ, Guan LL, Novakofski J, Thompson,DP, Lorenzen CL, Fernyhough ME, Mir PS, Reecy JM: Allied industry approaches to alter intramuscular fat content and composition in beef animals. J Food Sci 2010, 75(1):R1R8.13 Hausman GJ, Dodson MV, Ajuwon K, Azain M, Barnes KM, Guan LL, Jiang Z, Poulos SP, Sa