本文關鍵詞：Mstn基因敲除大鼠模型的建立及表型的初步分析Fkbp51基因敲除對小鼠肝臟轉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]肌肉生長抑制素(Mstn)是一種骨骼肌生長的負性調控因子,不僅調控骨骼肌的數(shù)量和大小,同時它也在脂肪發(fā)生和物質代謝調節(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大動物,但哺乳類大動物存在繁殖周期長的缺陷,小鼠很多生理特性又與人類相距較遠,而大鼠模型可以彌補二者的缺陷,因此有必要構建Mstn基因敲除大鼠,利用其深入研究Mstn基因在代謝中的機制。[方法]本文采用鋅指核酸酶(zinc finger nuclease,ZFN)技術靶向剪切位于Mstn基因外顯子1上的位點,造成了1個堿基的缺失和2個堿基的突變,導致移碼突變提前產生終止密碼子,最終成功構建了只表達N端109個氨基酸、不表達具有生物活性C端片段的Mstn基因敲除大鼠。[結果]通過對該大鼠進行表型分析,與同窩對照大鼠相比,Mstn基因敲除大鼠體重明顯增加、體型增大；其體內肌肉含量增高,但抓力測試并無區(qū)別,提示Mstn基因缺失導致的肌肉含量增加并不增強肌纖維的強度；通過對脂肪含量的分析,Mstn KO大鼠體內脂肪含量減少。[結論]以上結果說明已成功構建Mstn基因敲除大鼠,將為下一步深入研究Mstn基因在代謝中的機制、治療相關疾病以及畜牧業(yè)發(fā)展提供重要的動物模型。[目的]通過對Fkbp51基因敲除(KO)與野生型(WT)小鼠肝臟的表達譜分析,研究Fkbp51基因敲除對肝臟組織基因可變剪接的影響。[方法]利用二代測序技術對Fkbp51KO與WT小鼠的肝臟進行mRNA表達譜測序,利用TopHat對RNA測序結果進行可變剪接分析,篩選出WT與KO小鼠肝組織中差異的內含子保留和外顯子跳躍造成的mRNA可變剪接。利用在線工具DAVID對差異mRNA可變剪接體進行基因功能(Gene ontology, GO)和KEGG代謝通路富集分析,同時利用NCBI基因數(shù)據(jù)庫對這些差異基因進行注釋。[結果](1)Fkbp51的缺失可導致小鼠肝臟中新的mRNA可變剪接的發(fā)生；(2)Fkbp51基因敲除同時造成小鼠肝臟mRNA可變剪接表達量的變化；(3)通過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衍生物的代謝、免疫、膽汁酸分泌、和PPAR等信號通路相關。(4)發(fā)生差異內含子保留可變剪切的基因主要與肌動蛋白細胞骨架調控和氨基酸及其衍生物代謝相關。[結論]Fkbp51基因敲除能夠改變基因組中mRNA的可變剪切,進而可能會影響小鼠肝臟的代謝功能。肌肉生長抑制素(Mstn)是轉化生長因子TGF-β超家族的一員,主要表達于骨骼肌。Mstn前體蛋白可通過多種形式的加工和活性調節(jié)方式,最終生成具有生物活性的二聚體形式發(fā)揮生物學功能。Mstn不僅對骨骼肌的生長發(fā)育具有負調控的作用,并且參與調節(jié)脂肪的增殖分化,因此在醫(yī)學和畜牧業(yè)中具有廣闊的應用前景。近年來已經發(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基因和蛋白結構入手,系統(tǒng)概括了其蛋白水解加工和活性調節(jié)過程,及其受體后信號通路,以期為今后針對Mstn的研究提供靶點和思路。
【關鍵詞】：ZFN技術 Mstn 基因敲除大鼠 肌肉生長 脂肪 Fkbp51基因敲除小鼠 肝臟 RNA-seq 可變剪接 內含子保留 外顯子跳躍 肌肉生長抑制素 肌肉生長 脂肪分化 動物模型
【學位授予單位】：北京協(xié)和醫(yī)學院
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：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蛋白結構與水解酶切加工7
• 2. Mstn的信號轉導途徑及調控7-8
• 3. Mstn與疾病的關系8-10
• 4. 構建Mstn基因敲除大鼠的必要性10-12
• 材料與方法12-16
• 1. 實驗動物12
• 2. 實驗材料12
• 3. 實驗方法12-16
• 結果16-23
• 1. Mstn基因敲除大鼠的構建及鑒定16-18
• 2. Mstn基因敲除對大鼠體重和體型的影響18-19
• 3. Mstn基因敲除對肌肉發(fā)育的影響19-21
• 4. Mstn基因敲除對大鼠體內脂肪含量和體外成纖維細胞脂肪誘導分化的影響21-23
• 討論23-25
• 參考文獻25-28
• 第二部分 Fkbp51基因敲除對小鼠肝臟轉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. 高通量測序技術類型及應用31-32
• 4. 可變剪接32-37
• 材料和方法37-39
• 1. 實驗動物及測序37
• 2. 方法37-39
• 結果39-53
• 1. 小鼠基因組可變剪接事件鑒定39
• 2. 差異可變剪接的識別39-45
• 3. GenBank數(shù)據(jù)庫對可變剪接的驗證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. 差異內含子保留基因GO功能及KEGG代謝通路分析50-51
• 7. 基因通過可變剪接的調控參與生物學過程和代謝通路51-53
• 討論53-55
• 參考文獻55-58
• 第三部分 Mstn基因對肌肉和脂肪的影響及在醫(yī)學中的應用58-71
• 摘要58
• 1. Mstn的發(fā)現(xiàn)58
• 2. Mstn時空表達的特異性58-59
• 3. Mstn蛋白的結構特征59
• 4. Mstn的蛋白水解加工和和活性調節(jié)59-60
• 5. Mstn受體及受體后信號通路60-61
• 6. Mstn基因缺失表型61
• 7. Mstn在醫(yī)學中的應用61-64
• 7.1. Mstn與肥胖的關系62
• 7.2. Mstn與肌肉萎縮和心衰的關系62-64
• 7.3. Mstn與骨質疏松的關系64
• 7.4. Mstn在整形美容中的潛在應用64
• 8. Mstn在畜牧中的潛在應用64-65
• 9. 結語65-66
• 參考文獻66-71
• 致謝71-72
• 個人基本情況72-73
• 碩士期間發(fā)表論文情況及學術表現(xiàn)73-74

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