肌肉生长抑制素基因（MSTN）的研究及进展【文献综述】

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1、毕业论文文献综述生物技术肌肉生长抑制素基因（MSTN）的研究及进展摘要：肌生成抑制素（MSTN）是肌肉生长的一种负调控因子，隶属于TGF-β超家族，具有TGF-β超家族所有特点。本文主要阐述了MSTN的结构，遗传效应、组织特异性和同源性以及作用机制，并对其在农业生产和医学领域的发展趋势和应用前景等进行了展望。关键词：肌肉生长抑制素　肌肉生长抑制素（Myostatin，MSTN）又称生长分化因子-8（Growthdiferentiationfactor8，GDF-8），属于转化生长因子β（Transforminggrowthfactor-β，TGF-β）家族成员，是体内广泛表达的一种糖蛋白。M

2、STN是近年来发现的一种重要的肌细胞负向生长调控因子，一经发现就受到了生物学家、医学、育种学界等科学工作者的广泛重视，很快地就成为了分子生物领域的一个研究热点，并且逐步向应用型转化。1MSTN的概况1.1MSTN的发现及结构特征Mcpherron等[1]根据TGF-β超家族的保守区设计一对简并引物，PCR扩增出一个约280bp的新产物。以此为探针筛选小鼠的骨骼肌cDNA文库，得到全长的cDNA序列。分析表明，该cDNA中只有一个可读框（openingreadingframe，ORF），可编码376个氨基酸，它的结构具有TGF-β超家族的典型特征：N端疏水的信号肽序列，可籍以跨越内质网膜，起分

3、泌信号的作用；前区有一个糖基化位点；紧挨着生物活性区由4个氨基酸（RSRR：Arg—Ser—Arg—Arg）组成一个蛋白酶加工位点；C端包含9个保守的半胱氨酸的生物活性区，靠分子间的二硫键形成二聚体，即所谓的“CysKnot”的结构[2，3]。Gonzalez-Cadavid等于1998证实人的MSTN基因，其全长为7.7kb，由3个外显子和2个内含子组成，内含子1和内含子2分别为1.8和2.4kb，3个外显子编码的氨基酸长度分别为125、124、126个氨基酸[4]。而欧阳红生等于2001研究表明：猪的MSTN起始密码子位于308bp处，外显子1编码第l~124个氨基酸及第125个氨基酸残

4、基的密码子的第1个碱基；外显子2为371bp，编码第125氨基酸残基的密码子的第2、3个碱基及第126~249氨基酸；外显子3编码第250~375氨基酸；终止密码子位于外显子3内[5]。1.2MSTN的遗传效应、组织特异性及同源性分析1997年McPherron等[1]通过基因敲除技术使小鼠的GDF-8基因的C端生物活性区缺失得到缺失突变纯合体小鼠，比对照组肌肉量大2~3倍而且可以存活能够生育：肩部、臀部的肌肉明显肥大，整个身体的骨骼肌都比对照组的小鼠大得多，对照组小鼠骨骼肌肌纤维的数目比野生小鼠高出86％（P<0.01），DNA的量高出约50％（P<0.05），表明突变小鼠的肌肉肥大的原因

5、既有肌细胞的增生（hyperplasia），也有肌纤维的肥大。2009年MexandraCMcpherron等再次通过敲除基因技术将MSTN和GdfⅡ基因敲除，对冗余的MSTN和GdfⅡ功能研究，证实其丰余性功能，主要是对骨骼肌的发育，更主要是调节骨骼肌的尺寸[6]。Mcpherron等以小鼠的MSTN保守C末端的cDNA序列作为探针筛选不同动物的骨骼肌cDNA文库时，克隆了大鼠、人、猪、鸡、牛、绵羊、狒狒和斑马鱼的cDNA序列；序列分析表明，MSTN和TGF-β超家族其他成员一样，在不同物种之间高度保守：就C一端而言，小鼠、大鼠、人、猪、鸡和火鸡的同源性为100%，狒狒、牛和绵羊比较仅有1

6、～3个碱基的区别。斑马鱼与上述其他动物的同源性为88%[1]。MSTN基因在家禽动物中的研究较晚，马现永[7]等最近研究发现鸡与鹅核苷酸序列的同源性为94.6％，鸡、鹅的MSTN核苷酸序列转换为相应的氨基酸序列的同源性高达97.9％。显然，在哺乳动物中具有高度的保守性[8]。经研究发现，并不是动物所有组织中都表达肌肉生长抑制素。最初通过对小鼠MSTN基因mRNA分子杂交分析（NorthernBlotAnalysis）发现，鼠的MSTN基因mRNA仅存在于胚胎生长发育时期和成体小鼠的骨骼肌中，而在其他组织（肺、胸腺、脑、肾、胰腺、肠、脾、睾丸、肝、卵巢等）中均检测不到MSTN基因的转录产物[1

7、]。在最近研究中现，MSTN不仅在骨骼肌中表达，而且也存在于其他组织中。Sharma等发现在羊和牛的心脏组织中有MSTN基因的表达[9]。JIS等发现在猪的乳腺中也表达MSTN基因mRNA，其可能起调节初生猪生长的作用[10]。Rodgers从BrookTrout中获得了2种MSTN的异构体，两者在核酸水平上的同源性为92%，其中一种存在于肌肉和大脑中，另一种存在于卵巢中[11]。Rescan等的研究也证实了