KLF转录因子家族调控肉用山羊肌内脂肪细胞分化的机理研究

Intramuscular fat (IMF) deposition is a vital contributor to animal meat quality. Intramuscular adipocyte differentiation, which is synergistically regulated by several transcription factors, is a critical step in IMF deposition. Our previous result revealed that KLF4, KLF10 and KLF15 were the key genes related to IMF deposition of goat. In the present study, the role of KLF4, KLF10 and KLF15 in regulating intramuscular adipocyte differentiation of goat will be explored by RNA-Seq, RNA silencing, gene overexpression, co-immunoprecipitation, qPCR and western blot. Furthermore, a synergistical regulatory network of KLFs and their partners controling goat intramuscular adipocyte differentiation will be established. These data will provide a therotically basis for clarifying the mechanism of goat IMF deposition, and improving goat meat quality in the future.

肌内脂肪沉积是影响动物肉质的重要因素。研究肌内脂肪细胞分化是阐明肌内脂肪沉积的重要途径，脂肪细胞分化是一系列转录调控因子协同作用的结果。申请人前期试验显示KLF4、KLF10和KLF15是调控山羊肌内脂肪沉积的关键基因，因此本项目以体外培养的山羊肌内前体脂肪细胞为研究对象，利用转录组测序、RNA干扰、超表达、免疫共沉淀、qPCR和Western Blot等技术阐明转录因子KLF4、KLF10和KLF15对山羊肌内脂肪细胞分化的调控作用，构建KLF家族细胞分化协同调控网络，并分析KLFs通过调控靶标基因的表达影响山羊肌内脂肪细胞分化的生物学效应。以期揭示KLFs调控山羊肌内前体脂肪细胞分化的分子机制。其结果为进一步阐明山羊肌内脂肪沉积机理提供理论依据，为动物肉品质改善提供新思路。

肌内脂肪是影响动物肉质的重要因素，其形成主要是由脂肪细胞数目的增加和体积的增大造成的，而前体脂肪细胞分化为脂肪细胞在这一过程中起着决定性的作用。脂肪细胞分化是诸多转录因子协同作用的结果，Kruppel（Kruppel like factors, KLF）家族是各个成员之间具有相互作用的独特转录因子家族，但其在山羊等动物脂肪细胞分化的分子调控网络尚未阐明。. 本项目在优化山羊脂肪细胞培养体系的基础上，克隆获得了KLF家族17个成员的cDNA序列，确定了最适内参基因，明确了分子调控网络；利用过表达、干扰和转录组测序等手段构建山羊肌内脂肪细胞分化的miRNA-mRNA调控网络及差异关键lncRNA；阐明了KLFs家族成员及相关基因、细胞因子及关键miRNA对山羊肌内脂肪细胞分化的调控作用。结果表明， UXT或者UXT和PPIB为山羊肌内脂肪细胞分化的最适内参基因；获得了差异表达的lncRNA为143个，其中上调的为73个，下调的为70个，且靶向KLF15的lncRNA数目最多。KLF2、KLF4、KLF9、KLF12抑制山羊肌内脂肪细胞分化，而KLF3、KLF6、KLF7、KLF8、KLF10、KLF11、KLF15则促进分化；进一步研究表明，miR-106b-5P为KLF4的上游调控因子，且靶向C/EBPβ来发挥调控作用；KLF10通过C/EBPα促进分化；KLF11通过C/EBPβ促进分化；miR-2145p是KLF12的上游调控因子；miR-23b-3p和miR-10a-5p通过KLF8 调控山羊肌内脂肪细胞分化；LXRα通过调控C/EBPβ和KLF8来调控山羊肌内脂肪细胞分化；RXRα通过靶向KLF8促进山羊肌内脂肪细胞的分化。. 上述结果为解析简州大耳羊优良肉质性状形成的分子基础提供重要的理论依据，也为山羊育种、营养调控及其他动物的品质改善等方面提供新思路，具有重要的理论价值和应用前景。