本文關(guān)鍵詞：Mstn基因敲除大鼠模型的建立及表型的初步分析Fkbp51基因敲除對(duì)小鼠肝臟轉(zhuǎn)錄組基因可變剪接的影響，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：[目的]肌肉生長(zhǎng)抑制素(Mstn)是一種骨骼肌生長(zhǎng)的負(fù)性調(diào)控因子,不僅調(diào)控骨骼肌的數(shù)量和大小,同時(shí)它也在脂肪發(fā)生和物質(zhì)代謝調(diào)節(jié)中發(fā)揮重要作用。雖然目前已有Mstn基因敲除小鼠和哺乳類(lèi)大動(dòng)物,但哺乳類(lèi)大動(dòng)物存在繁殖周期長(zhǎng)的缺陷,小鼠很多生理特性又與人類(lèi)相距較遠(yuǎn),而大鼠模型可以彌補(bǔ)二者的缺陷,因此有必要構(gòu)建Mstn基因敲除大鼠,利用其深入研究Mstn基因在代謝中的機(jī)制。[方法]本文采用鋅指核酸酶(zinc finger nuclease,ZFN)技術(shù)靶向剪切位于Mstn基因外顯子1上的位點(diǎn),造成了1個(gè)堿基的缺失和2個(gè)堿基的突變,導(dǎo)致移碼突變提前產(chǎn)生終止密碼子,最終成功構(gòu)建了只表達(dá)N端109個(gè)氨基酸、不表達(dá)具有生物活性C端片段的Mstn基因敲除大鼠。[結(jié)果]通過(guò)對(duì)該大鼠進(jìn)行表型分析,與同窩對(duì)照大鼠相比,Mstn基因敲除大鼠體重明顯增加、體型增大；其體內(nèi)肌肉含量增高,但抓力測(cè)試并無(wú)區(qū)別,提示Mstn基因缺失導(dǎo)致的肌肉含量增加并不增強(qiáng)肌纖維的強(qiáng)度；通過(guò)對(duì)脂肪含量的分析,Mstn KO大鼠體內(nèi)脂肪含量減少。[結(jié)論]以上結(jié)果說(shuō)明已成功構(gòu)建Mstn基因敲除大鼠,將為下一步深入研究Mstn基因在代謝中的機(jī)制、治療相關(guān)疾病以及畜牧業(yè)發(fā)展提供重要的動(dòng)物模型。[目的]通過(guò)對(duì)Fkbp51基因敲除(KO)與野生型(WT)小鼠肝臟的表達(dá)譜分析,研究Fkbp51基因敲除對(duì)肝臟組織基因可變剪接的影響。[方法]利用二代測(cè)序技術(shù)對(duì)Fkbp51KO與WT小鼠的肝臟進(jìn)行mRNA表達(dá)譜測(cè)序,利用TopHat對(duì)RNA測(cè)序結(jié)果進(jìn)行可變剪接分析,篩選出WT與KO小鼠肝組織中差異的內(nèi)含子保留和外顯子跳躍造成的mRNA可變剪接。利用在線(xiàn)工具DAVID對(duì)差異mRNA可變剪接體進(jìn)行基因功能(Gene ontology, GO)和KEGG代謝通路富集分析,同時(shí)利用NCBI基因數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)這些差異基因進(jìn)行注釋。[結(jié)果](1)Fkbp51的缺失可導(dǎo)致小鼠肝臟中新的mRNA可變剪接的發(fā)生；(2)Fkbp51基因敲除同時(shí)造成小鼠肝臟mRNA可變剪接表達(dá)量的變化；(3)通過(guò)GO與KEGG分析,我們發(fā)現(xiàn)這些發(fā)生特異可變剪切的基因主要與脂肪相關(guān)衍生物的代謝、免疫、膽汁酸分泌、和PPAR等信號(hào)通路相關(guān)。(4)發(fā)生差異內(nèi)含子保留可變剪切的基因主要與肌動(dòng)蛋白細(xì)胞骨架調(diào)控和氨基酸及其衍生物代謝相關(guān)。[結(jié)論]Fkbp51基因敲除能夠改變基因組中mRNA的可變剪切,進(jìn)而可能會(huì)影響小鼠肝臟的代謝功能。肌肉生長(zhǎng)抑制素(Mstn)是轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子TGF-β超家族的一員,主要表達(dá)于骨骼肌。Mstn前體蛋白可通過(guò)多種形式的加工和活性調(diào)節(jié)方式,最終生成具有生物活性的二聚體形式發(fā)揮生物學(xué)功能。Mstn不僅對(duì)骨骼肌的生長(zhǎng)發(fā)育具有負(fù)調(diào)控的作用,并且參與調(diào)節(jié)脂肪的增殖分化,因此在醫(yī)學(xué)和畜牧業(yè)中具有廣闊的應(yīng)用前景。近年來(lái)已經(jīng)發(fā)現(xiàn)Mstn在肥胖、肌肉萎縮和心衰等疾病中具有重要的作用。本文從Mstn基因和蛋白結(jié)構(gòu)入手,系統(tǒng)概括了其蛋白水解加工和活性調(diào)節(jié)過(guò)程,及其受體后信號(hào)通路,以期為今后針對(duì)Mstn的研究提供靶點(diǎn)和思路。
【關(guān)鍵詞】：ZFN技術(shù) Mstn 基因敲除大鼠 肌肉生長(zhǎng) 脂肪 Fkbp51基因敲除小鼠 肝臟 RNA-seq 可變剪接 內(nèi)含子保留 外顯子跳躍 肌肉生長(zhǎng)抑制素 肌肉生長(zhǎng) 脂肪分化 動(dòng)物模型
【學(xué)位授予單位】：北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：R-332;R575
【目錄】：

• 第一部分 Mstn基因敲除大鼠模型的建立及表型的初步分析5-28
• 摘要5-6
• ABSTRACT6-7
• 前言7-12
• 1. Mstn蛋白結(jié)構(gòu)與水解酶切加工7
• 2. Mstn的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑及調(diào)控7-8
• 3. Mstn與疾病的關(guān)系8-10
• 4. 構(gòu)建Mstn基因敲除大鼠的必要性10-12
• 材料與方法12-16
• 1. 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物12
• 2. 實(shí)驗(yàn)材料12
• 3. 實(shí)驗(yàn)方法12-16
• 結(jié)果16-23
• 1. Mstn基因敲除大鼠的構(gòu)建及鑒定16-18
• 2. Mstn基因敲除對(duì)大鼠體重和體型的影響18-19
• 3. Mstn基因敲除對(duì)肌肉發(fā)育的影響19-21
• 4. Mstn基因敲除對(duì)大鼠體內(nèi)脂肪含量和體外成纖維細(xì)胞脂肪誘導(dǎo)分化的影響21-23
• 討論23-25
• 參考文獻(xiàn)25-28
• 第二部分 Fkbp51基因敲除對(duì)小鼠肝臟轉(zhuǎn)錄組基因可變剪接的影響28-58
• 摘要28-29
• ABSTRACT29-30
• 前言30-37
• 1. Fkbp51基因的功能30
• 2. 肝臟的功能30-31
• 3. 高通量測(cè)序技術(shù)類(lèi)型及應(yīng)用31-32
• 4. 可變剪接32-37
• 材料和方法37-39
• 1. 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物及測(cè)序37
• 2. 方法37-39
• 結(jié)果39-53
• 1. 小鼠基因組可變剪接事件鑒定39
• 2. 差異可變剪接的識(shí)別39-45
• 3. GenBank數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)可變剪接的驗(yàn)證45-47
• 4. KO和WT共有,特異的差異可變剪接47
• 5. 差異外顯子跳躍基因GO功能及KEGG代謝通路分析47-50
• 6. 差異內(nèi)含子保留基因GO功能及KEGG代謝通路分析50-51
• 7. 基因通過(guò)可變剪接的調(diào)控參與生物學(xué)過(guò)程和代謝通路51-53
• 討論53-55
• 參考文獻(xiàn)55-58
• 第三部分 Mstn基因?qū)∪夂椭镜挠绊懠霸卺t(yī)學(xué)中的應(yīng)用58-71
• 摘要58
• 1. Mstn的發(fā)現(xiàn)58
• 2. Mstn時(shí)空表達(dá)的特異性58-59
• 3. Mstn蛋白的結(jié)構(gòu)特征59
• 4. Mstn的蛋白水解加工和和活性調(diào)節(jié)59-60
• 5. Mstn受體及受體后信號(hào)通路60-61
• 6. Mstn基因缺失表型61
• 7. Mstn在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用61-64
• 7.1. Mstn與肥胖的關(guān)系62
• 7.2. Mstn與肌肉萎縮和心衰的關(guān)系62-64
• 7.3. Mstn與骨質(zhì)疏松的關(guān)系64
• 7.4. Mstn在整形美容中的潛在應(yīng)用64
• 8. Mstn在畜牧中的潛在應(yīng)用64-65
• 9. 結(jié)語(yǔ)65-66
• 參考文獻(xiàn)66-71
• 致謝71-72
• 個(gè)人基本情況72-73
• 碩士期間發(fā)表論文情況及學(xué)術(shù)表現(xiàn)73-74

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