FGF21调控猪骨骼肌卫星细胞分化命运机理研究

The composition and redox state of myofibers are relevant to quality of meat in pig, however, the mechanism of which is unclear. Muscle-derived fibroblast growth factor 21 (FGF21) is a pivotal regulator of energy metabolism. The applicant has made a preliminary study about the effects of FGF21 on composition of myofibers. The data demonstrated FGF21 promotes transformation of fiber types from anaerobic (Ⅱb) to aerobic (Ⅰa and Ⅱa). However，there has been no relevant report about regulation of myogenesis by FGF21 in pig. We intend to perform FGF21 knockdown and overexpression to study whether this factor affects myofiber composition of muscle satellite cells in pig. Next, we suppose to screen out possible pathways that FGF21 may involve in and confirm whether FGF21 can be regarded as a molecular maker for pig breeding. This study will provide theory gist for seeking high quality meat-related DNA makers.

猪肉品质与肌纤维类型组成及其代谢状态紧密相关，而分子调控机制并不清楚。肌源成纤维生长因子21（FGF21）是重要的能量代谢调控因子，前期申请人首次在小鼠上对FGF21在肌纤维类型组成方面的作用做了初步研究。数据显示FGF21促进了肌细胞氧化代谢，并促使酵解型纤维（Ⅱb）向氧化型纤维（Ⅰa、Ⅱa）转变。然而FGF21能否在猪上调控肌细胞代谢状态，并进一步影响肉品质目前并不清楚，因此本研究拟以分离的猪骨骼肌卫星细胞为研究材料，通过干扰和超表达猪源FGF21基因，检测该基因对肌卫星细胞代谢特性及其肌纤维类型的影响。与此同时，进一步筛选出FGF21可能参与肌纤维类型转变的通路，在理论上阐明FGF21能否作为提升猪肉品质的候选基因，有望为寻找提高猪肌肉品质的分子靶标提供理论依据。

猪肉品质与肌纤维类型组成及其代谢状态紧密相关，而分子调控机制并不清楚。肌源成纤维生长因子21（FGF21）是重要的能量代谢调控因子，前期申请人首次在小鼠上对FGF21在肌纤维类型组成方面的作用做了初步研究。数据显示FGF21促进了肌细胞氧化代谢，并促使酵解型纤维（Ⅱb）向氧化型纤维（Ⅰa、Ⅱa）转变。然而FGF21能否在猪上调控肌细胞代谢状态，并进一步影响肉品质目前并不清楚。本项目利用FGF21和骨骼肌特异ATP2a2敲除小鼠模型，并结合稳定同位素示踪和代谢流等技术，探究肝源FGF21对骨骼肌线粒体功能、糖酵解、三羧酸循环和脂肪酸β氧化的作用，解析FGF21参与骨骼肌肌纤维类型转化分子机制。我们发现肝源FGF21抑制禁食小鼠骨骼肌葡萄糖分解代谢，并促进脂肪酸β氧化作用。蛋白网络互作分析显示，上述代谢改变均与骨骼肌ATP2a2（调控线粒体Ca2+稳态）-Dld（催化α酮戊二酸向琥珀酸辅酶A转变）轴密切相关，暗示肝源FGF21可能通过此轴调控骨骼肌线粒体功能，以此改变骨骼肌肌纤维类型转变。