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脂滴包被蛋白1(Perilipinl,PLIN1)是定位于脂肪细胞的表面蛋白,对调节脂肪分解、细胞代谢及线粒体功能均有影响作用。本课题组前期利用iTRAQ技术对不同猪种肌肉组织进行差异蛋白检测,筛选出包括PLIN1基因在内的一批差异基因,我们推测PLIN1可能和不同品种猪肌肉及脂肪发育差异有关。为了探究猪PLIN1基因对骨骼肌卫星细胞代谢及线粒体功能产生影响作用的机制,本研究利用CRISPR/Cas9基因敲除系统,制备并筛选了猪PLIN1基因敲除载体,并以具有成肌及成脂分化潜质的猪骨骼肌卫星细胞作为研究对象,通过调控PLIN1基因表达,检测PLIN1基因对猪骨骼肌卫星细胞代谢以及线粒体功能的影响。本研究主要包括以下几部分:研究一利用Crispr/Cas9系统构建猪PLIN1基因敲除载体及敲除效率检测PLIN1是具有调节基础脂解,促进线粒体和脂滴之间的相互作用的蛋白。本研究根据猪PLIN1基因序列,利用CRISPR/Cas9系统设计3条能够靶向切割PLIN1基因的sgRNA,并构建相应的基因敲除载体,通过序列检测在DNA水平确定敲低效率。提取各组细胞群总RNA及蛋白,并分别利用qRT-PCR及Western Blot测定PLIN1 RNA及蛋白水平。结果表明,各组细胞PLIN1 DNA均检测到碱基突变或片段缺失,PLIN1-KO1、PLIN1-KO2、PLIN1-KO3 细胞组 DNA 突变率分别为 8%、30%和18%;三组细胞PLIN1 RNA表达分别比正常细胞组(CON组)下降66.30%、78.26%和28.26%;和CON组相比,三组细胞PLIN1蛋白表达量分别下降55.00%、74.00%和63.00%,其中PLIN1-KO2突变效率最高,差异均极显著(P<0.01)。研究二猪PLIN1基因对猪骨骼肌卫星细胞代谢及线粒体功能的影响本研究采集1日龄姜曲海猪背最长肌利用双酶消化法提取猪骨骼肌卫星细胞,利用细胞免疫荧光标记法检测骨骼肌卫星细胞标记基因MyoD1及PAX7的表达进行细胞纯度鉴定;以分离的猪骨骼肌卫星细胞为研究对象转染PLIN1空载体(PLIN1-NC)、PLIN1 敲除载体(PLIN1-KO)、PLIN1 过表达载体(PLIN1-EX),分别利用嘌呤霉素及博来霉素筛选,富集PLIN1敲低及过表达细胞群并利用qRT-PCR及Western Blot测定RNA水平和蛋白水平检测PLIN1表达量。为了研究猪PLIN1基因对细胞代谢以及线粒体功能的影响,利用Western Blot检测各细胞组细胞代谢及线粒体功能相关蛋白的表达,利用细胞流式术检测各组细胞中活性氧含量、细胞凋亡率以及线粒体膜电位水平,利用ATP检测盒检测细胞内ATP水平,借助透射电镜观察线粒体形态结构的变化。结果表明,分离出的细胞检测出标志性基因MyoD1及Pax7,细胞形态也和报道的猪骨骼肌卫星细胞一致,本研究成功分离出了猪骨骼肌卫星细胞。对实验各组细胞中PLIN1 mRNA及蛋白水平测定,结果表明,和NC组相比PLIN1-K O 组 mRNA 下降 47.9%,PLIN1-EX 组中 mRNA 上升 82.7%。相比 NC 组,PLIN 1-EX组蛋白表达量上升29.87%,PLIN1-KO组蛋白表达量下降40.85%,证明本研究成功富集PLIN1-KO及PLIN1-EX猪骨骼肌卫星细胞群。利用WB检测各组细胞中细胞代谢及线粒体指标功能相关蛋白水平,与NC组相比,PLIN1-KO及PLIN1-EX组细胞中Bax/Bcl2比值分别下降了 91%和59%(P<0.01);与NC组相比,PLIN1-KO组细胞中代谢相关蛋白,Mfn2和OPA1蛋白的表达水平分别升高了 7%和9%(P<0.05),DRP1蛋白的表达水平降低24%(P<0.05);PLIN1-KO组细胞中代谢相关蛋白Mfn2和OPA1蛋白的表达水平分别升高11%和81%(P<0.05),DRP1蛋白的表达水平降低15%(P<0.05)。同时与NC组相比,P LIN1-KO和PLIN1-EX组细胞中细胞凋亡率分别降低45%和14%(P<0.01),细胞膜电位分别下降14%和4%(P<0.05),细胞内ATP的生成分别降低60%和32%(P<0.01),PLIN1-KO组活性氧含量下降不明显,PLIN1-EX组下降28%;细胞周期检测结果表明,PLIN1-KO组细胞被阻断在G2细胞期,PLIN1-EX组细胞被阻断在S期。与NC组相比,PLIN1-EX组和PLIN1-KO组细胞中线粒体形态均有线粒体嵴结构模糊、线粒体形态呈肿胀或皱缩形态,细胞内线粒体数量均出现显著减少。上述结果表明,猪骨骼肌卫星细胞中PLIN1基因的稳定表达对维持细胞代谢和线粒体正常功能非常重要,在PLIN1基因敲低及过表达后均可以在一定程度上增强细胞的抗凋亡能力,并加快细胞的代谢,但是以损害线粒体结构、减少线粒体数量并影响线粒体功能为代价。本研究初步探明猪PLIN1基因对猪骨骼肌卫星细胞细胞代谢和线粒体的影响,为后续研究PLIN1对猪肌肉组织发育及肉质的影响提供理论依据。