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肌内脂肪是指沉积在肌外膜、肌束膜及肌内膜上的脂肪组织，对肉的嫩度、多汁性和风味有着重要的影响。已有的研究表明，肌内脂肪与皮下脂肪在组织发生、脂肪沉积规律及脂肪酸组成等方面均存在明显差异，提示其有着不同的发育规律和代谢特点。目前对肌内脂肪细胞与皮下脂肪细胞代谢特点的研究鲜见报道。为了比较肌内和皮下脂肪细胞在分化过程中的糖脂代谢及相关基因表达的差异，本论文开展了以下四个试验。
1.建立了猪肌内和皮下脂肪前体细胞的分离、纯化和诱导分化方法。采用胶原酶结合Percoll密度梯度离心法，分别从新生仔猪背最长肌和皮下脂肪组织分离出肌内和皮下脂肪前体细胞，经Pref-1抗体免疫细胞化学鉴定，所获得的肌内和皮下脂肪前体细胞纯度都在95％以上；离体培养条件下，肌内和皮下脂肪前体细胞的增殖模式相同，只是皮下脂肪前体细胞的增殖速度快于肌内脂肪前体细胞；同时添加胰岛素、地塞米松、油酸和辛酸对于肌内和皮下脂肪前体细胞分化聚酯的促进作用最为明显。
2.研究了肌内和皮下脂肪前体细胞分化过程中糖脂代谢的差异。用分化培养基分别培养肌内和皮下脂肪前体细胞，诱导其分化为成熟脂肪细胞，然后检测不同分化时间点两种细胞胞内甘油三酯的含量以及培养上清中葡萄糖和甘油的含量，再用实时荧光定量PCR和western blot技术检测葡萄糖利用以及甘油三酯合成与分解相关基因的mRNA和蛋白表达水平。结果表明：在分化前期，肌内脂肪细胞对葡萄糖的利用显著高于皮下脂肪细胞；在分化后期，皮下脂肪细胞中甘油三酯的含量高于肌内脂肪细胞，而肌内脂肪细胞培养上清中的甘油含量显著高于皮下脂肪细胞；分化第3天时，皮下脂肪细胞中GLUT4、ACC、FASN、ATGL和HSL基因的mRNA水平显著高于肌内脂肪细胞，而分化第5天时肌内脂肪细胞中GLUT1、PDK4、ATGL和HSL基因的mRNA水平则显著高于皮下脂肪细胞；皮下脂肪细胞中LPL的表达水平从分化第2天开始就显著高于肌内脂肪细胞；两种细胞中FASN、ATGL和PDK4的蛋白表达水平的变化趋势与其mRNA水平变化趋势一致。上述结果提示，皮下脂肪细胞主要利用游离脂肪酸合成甘油三酯，肌内脂肪细胞主要利用葡萄糖合成甘油三酯。
3.利用基因芯片技术研究了肌内和皮下脂肪细胞中基因表达的差异。利用基因芯片技术比较了分化第6天时肌内和皮下脂肪细胞中基因表达的差异，并用实时荧光定量PCR技术对部分差异表达基因进行了验证。结果表明：分化后期肌内和皮下脂肪细胞之间差异表达的探针总共有172个，分别代表133个基因和19个未有明确信息的EST，其中有46个基因和4个EST在肌内脂肪细胞中高表达，另外有87个基因和15个EST在皮下脂肪细胞中高表达；实时荧光定量PCR检测结果显示，ARL4A、BMP4、BMP7、C3、HMGA1、MMP3、PDK4、RGS5、STEAP4和TTN等10个基因在肌内脂肪细胞中高表达，而BCHE、FABP4、FABP5、SERPINB2、OSBPL10、LPL和MMP7等7个基因在皮下脂肪细胞中高表达，这与基因芯片的结果完全一致。上述结果提示，脂代谢相关基因在皮下脂肪细胞中的高表达是皮下脂肪细胞合成甘油三酯能力强于肌内脂肪细胞的重要因素。
4.研究了BMP-Smad信号通路在肌内和皮下脂肪细胞分化过程中的作用。采用实时荧光定量PCR技术检测了BMP-Smad信号通路相关基因在肌内和皮下脂肪前体细胞分化过程中表达水平的变化，再利用RNA干扰技术研究下调BMP2和BMP4基因的表达对BMP-Smad信号通路相关基因以及PPARγ基因表达的影响，最后通过添加BMPs和阻断剂的方法研究增强与减弱BMP-Smad信号通路的调控作用对两种细胞分化的影响。结果表明：两种细胞分化过程中，BMP2、BMPRIA、BMPRIB、BMPRII、Smadl、Smad4、PPARγ、C/EBPα和FABP5等基因的表达模式相同；干扰BMP2的表达显著降低了两种细胞中BMPRIA、BMPRIB、Smadl、Smad4和PPARγ基因的表达；干扰BMP4的表达显著降低了两种细胞中BMPRIA、BMPRIB和PPARγ基因的表达；在分化培养基中添加BMP4对两种细胞分化聚酯没有显著影响，而添加BMP2和BMP7均能呈剂量依赖性促进肌内脂肪细胞分化聚酯；添加Noggin和Compound C(BMP-Smad信号通路抑制剂)均能呈剂量依赖性地降低肌内脂肪细胞中甘油三酯的含量。上述结果提示，BMP-Smad信号通路参与了对肌内和皮下脂肪细胞分化的调控，且肌内脂肪细胞的分化对BMP-Smad信号通路的依赖性要比皮下脂肪细胞对该通路的依赖性明显。