肌肉内的脂肪含量在调控鱼类肌肉品质上发挥着重要作用,在一定范围内如何增加肌肉内的脂肪含量来达到改善肌肉的嫩度和风味等特性的目的是养殖业中热门的研究课题之一。肌肉生长抑制素myostatin属于转化生长因子β(TGFβ)超家族中的一员,负调控动物体骨骼肌的生长发育水平。前人研究证实mstn参与调控骨骼肌等组织中的多种代谢过程如脂肪代谢、糖代谢等。本实验重点研究mstn参与肌肉内脂肪代谢过程相关机制及功能作用。通过构建mstn敲除型泥鳅和构建mstn敲降胖头鲤细胞系模型,从活体和离体两方面来研究肌肉组织及肌肉细胞中脂肪代谢的情况来探究mstn在其中发挥的作用,并通过实时定量PCR、蛋白免疫印迹、Oil Red O染色、H&E染色、脂质组学研究等多种生化、细胞和分子检测方法研究其作用与机制。获得的主要结果如下:(1).mstn基因缺失能显著促进肌肉组织发育,但在促进肌肉组织发育的同时,会减少肌肉组织中的脂肪合成,LC-MS分析表明mstn缺失显著影响了泥鳅肌肉组织中的脂质组分,甘油三酯含量显著减少,此外,还发现mstn缺失型泥鳅肌肉组织中ATP含量明显低于野生型,因此猜测mstn调控脂肪代谢的方式可能通过能量代谢途径,接下来我们检测了肌肉组织中线粒体呼吸链复合体相关基因表达,发现代表线粒体功能的标志基因ndufb8、ndufs1、mtnd5表达未见显著差异,但复合体II相关基因表达显著高于野生型,说明mstn缺失不影响线粒体功能以及线粒体呼吸过程中的电子传递过程,而在涉及能量合成的复合体III、IV、V中,敲除型中的基因表达显著低于野生型,这与检测到的ATP含量结果相符合;(2).以胖头鲤细胞系FHM为模型,通过设计si RNA并利用脂质体转染的方式构建mstn敲降模型,在构建的模型中添加不同种类的脂肪酸进行细胞孵育,添加脂肪酸后,NC组细胞脂肪含量都显著增加,但不同种类脂肪酸并未造成显著的差异,此外,除了花生酸C20:0,其余添加同种脂肪酸的NC组细胞与mstn敲降组细胞相比,均表现出显著增多的脂肪含量。同时,由于mstn基因表达水平不同,mstn敲降组表现出更快速的细胞增殖速率以及更大的细胞形态。这些指标表明mstn缺失可以促进细胞的增殖与发育,形成肌肉发达的表型,同时也减少了肌内脂肪含量。(3).通过q PCR检测发现mstn敲除型泥鳅肌肉组织和FHM敲降组细胞中脂肪酸合成调控因子scd1、pparγ、srebp1c等基因的表达均显著低于对照型,此外,FHM细胞在添加饱和脂肪酸C16:0、C18:0以及油酸C18:1之后,相比于NC对照组,mstn敲降组细胞中脂肪酸合酶(fasn、acc)、甘油三酯合成关键酶(dgat)、等脂肪酸从头合成的一系列相关酶及的表达受到抑制,而当添加饱和脂肪酸C20:0之后,mstn表达水平得到补偿,且细胞中脂肪含量明显增多,说明mstn在肌细胞中对脂肪酸合成途径起到着重要的调控作用,这些结果也表明mstn通过抑制脂肪酸合成来降低细胞中脂肪沉积,但mstn在脂肪酸合成、转运等相关途径中的作用,目前尚未得知。总而言之,本研究通过经济鱼种泥鳅以及胖头鳢细胞系构建mstn突变模型,从体内体外研究了mstn对肌肉发育及脂肪代谢的影响以及其在机体代谢中发挥的作用,并简单探究了作用机制,本实验中的研究方法和实验结果对进一步研究mstn功能及肌肉组织中脂肪代谢等的机制有着一定的参考意义,也对分子技术与遗传育种相结合的发展模式提供了实验依据。