牦牛骨骼肌中特异基质金属蛋白酶及其功能相关基因的表达分析

来源：中国畜牧兽医杂志2023年第5期北京时间：

作者：武志娟, 柴志欣, 王吉坤, 王嘉博, 钟金城, 信金伟

单位：1. 西南民族大学, 青藏高原动物遗传资源保护与利用教育部重点实验室, 成都 610041;2. 省部共建青稞和牦牛种质资源与遗传改良国家重点实验室, 拉萨 850002

摘要：【目的】筛选并鉴定在牦牛骨骼肌中特异表达的基质金属蛋白酶(matrix metalloproteinases,MMPs)家族成员及其功能相关基因,以期为研究牦牛骨骼肌结构形成机制提供依据。【方法】采集成年公牦牛臀肌和胸肌,利用组织化学染色法(HE和Masson)分析肌纤维特征和胶原纤维数量;通过实时荧光定量PCR鉴定MMPs和基质金属蛋白酶抑制因子(TIMPs)的mRNA表达量;采用Western blotting技术和免疫组织化学法分析MMPs、Ⅰ和Ⅲ型胶原蛋白的表达量和组织分布;通过STRING网站分析MMPs及其功能相关基因之间的蛋白质互作网络;采用EnzChekTM明胶酶/胶原酶试剂盒检测牦牛臀肌和胸肌中明胶酶/胶原酶的酶活性差异。【结果】Masson染色和实时荧光定量PCR分析结果显示,牦牛臀肌中胶原纤维面积、MMP-2和MMP-14基因表达量显著低于胸肌(P＜0.05),TIMP-3基因在牦牛臀肌中表达量显著高于胸肌(P＜0.05)。Western blotting鉴定发现,MMP-3、MMP-14、Ⅰ和Ⅲ型胶原蛋白在牦牛臀肌中的表达量极显著或显著低于胸肌(P＜0.01;P＜0.05)。免疫组织化学法分析显示,MMP-2、MMP-9、MMP-14和Ⅰ型胶原蛋白在牦牛臀肌中的表达量显著或极显著低于胸肌(P＜0.05;P＜0.01),而MMP-16在牦牛臀肌中的表达量显著高于胸肌(P＜0.05)。蛋白质功能相关性聚类分析表明,MMP-2、MMP-14、MMP-16、TIMP-2、TIMP-3、COL1A2和COL3A1可聚为一簇,MMP-3、MMP-9和TIMP-1可聚为一簇;臀肌和胸肌中明胶酶/胶原酶的酶活性变化趋势一致,且差异不显著(P＞0.05)。【结论】MMPs家族成员及其功能相关基因在牦牛骨骼肌中广泛表达,且在臀肌和胸肌中的表达量存在差异,为进一步研究MMPs调控牦牛骨骼肌结构形成的作用机制提供了参考依据。

关键词：牦牛;骨骼肌;基质金属蛋白酶(MMPs);胶原蛋白

基金资助：省部共建青稞和牦牛种质资源与遗传改良国家重点实验室开放基金课题(XZNKY-2021-C-014-K08);西藏自治区科学技术厅重大科技专项(XZ202101ZD0002N-01);国家肉牛牦牛产业技术体系(CARS-37)