【摘 要】
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蒙古马是世界上古老的马品种之一。作为内蒙古优秀的种质资源,漫长的历史进化中一直在草原上以半野生状态生存。蒙古马具有卓越的运动性能,能够快速奔跑百余公里。肌纤维具有高度可塑性,并且随年龄变化而发生改变,肌纤维类型重塑过程对于机体生命活动、能量稳态、缓解疲劳至关重要。探索年龄因素对蒙古马肌纤维类型的影响,从基因角度揭示胎儿期与成年期蒙古马肌纤维类型差异原理,探究不同时期的蒙古马肌纤维类型差异机理对于研
【基金项目】
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国家自然科学基金国际（地区）合作与交流项目（31961143025）； 国家自然基金项目（31960657）； 内蒙古自治区科学技术厅； 内蒙古自治区自然科学基金面上项目（2019MS03064）；
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蒙古马是世界上古老的马品种之一。作为内蒙古优秀的种质资源,漫长的历史进化中一直在草原上以半野生状态生存。蒙古马具有卓越的运动性能,能够快速奔跑百余公里。肌纤维具有高度可塑性,并且随年龄变化而发生改变,肌纤维类型重塑过程对于机体生命活动、能量稳态、缓解疲劳至关重要。探索年龄因素对蒙古马肌纤维类型的影响,从基因角度揭示胎儿期与成年期蒙古马肌纤维类型差异原理,探究不同时期的蒙古马肌纤维类型差异机理对于研究蒙古马耐力和预防肌肉疾病发生具有重要意义。本研究选取4月龄胎儿期蒙古马和5岁成年期蒙古马四块具有代表性的肌肉组织,长臂三头肌（前肢）、夹肌（颈部）、背最长肌（背部）、臀中肌（后肢）作为一个整体开展研究,首先对胎儿期和成年期蒙古马肌肉样品进行HE染色和免疫组化实验,观察肌纤维表型变化,并使用琥珀酸脱氢酶检测两个时期蒙古马肌纤维线粒体活性。然后对胎儿期和成年期蒙古马骨骼肌样品进行转录组测序,探究胎儿期与成年期影响肌纤维类型相关的基因及通路。得到的研究结果如下:1.蒙古马肌纤维HE染色结果显示胎儿期蒙古马单根肌纤维横截面近似球形,细胞核紧密排列。成年期蒙古马单根肌纤维直径显著增粗,呈现不规则形状,细胞核多位于细胞边缘。免疫组化结果显示成年期蒙古马慢肌纤维占比显著高于胎儿期蒙古马（p＜0.01）,说明胎儿期蒙古马和成年期蒙古马骨骼肌类型发生改变。2.琥珀酸脱氢酶是线粒体的标志酶之一,主要在慢肌纤维中表达。本实验发现成年期蒙古马琥珀酸脱氢酶活性明显高于胎儿期蒙古马（p＜0.05）,验证了成年期蒙古马慢肌纤维占比高于胎儿期蒙古马慢肌纤维的实验结果。3.通过对胎儿期和成年期蒙古马骨骼肌进行RNA-seq研究,共筛选出250个差异表达基因,其中在成年期蒙古马明显上调的基因有27个,在胎儿期蒙古马明显上调的基因有17个。对差异表达基因进行富集分析发现,差异基因明显富集在26条通路上,其中生物过程注释11条通路,细胞组成注释8条通路,分子功能注释到7条通路。差异基因TNNT1,TNNC1,ATP2A2明显富集在快肌与慢肌纤维之间转化（transition between fast and slow fiber）通路中,并且这些差异表达基因还与骨骼肌收缩、生长、发育密切相关。对差异表达基因进行KEGG功能注释分析,结果发现显著富集到10条通路（P＜0.05）,其中涉及肌纤维类型转化的相关通路有AMPK信号通路、钙信号通路等。通过转录组数据分析,筛选到ATP2A2、MYOZ2、MYL1、ENO3、MYBPC1、TMOD4等表达量发生显著变化的基因为蒙古马肌纤维类型差异相关的候选基因,为未来我国研究蒙古马耐力与预防肌肉疾病奠定理论基础。
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