牦牛骨骼肌中特异基质金属蛋白酶及其功能相关基因的表达分析

[目的]筛选并鉴定在牦牛骨骼肌中特异表达的基质金属蛋白酶(matrix metalloproteinases,MMPs)家族成员及其功能相关基因,以期为研究牦牛骨骼肌结构形成机制提供依据.[方法]采集成年公牦牛臀肌和胸肌,利用组织化学染色法(HE和Masson)分析肌纤维特征和胶原纤维数量;通过实时荧光定量PCR鉴定MMPs和基质金属蛋白酶抑制因子(TIMPs)的mRNA表达量;采用Western blotting技术和免疫组织化学法分析MMPs、Ⅰ和Ⅲ型胶原蛋白的表达量和组织分布;通过STRING网站分析MMPs及其功能相关基因之间的蛋白质互作网络;采用EnzChekTM明胶酶/胶原酶试剂盒检测牦牛臀肌和胸肌中明胶酶/胶原酶的酶活性差异.[结果]Masson染色和实时荧光定量PCR分析结果显示,牦牛臀肌中胶原纤维面积、MMP-2和MMP-14基因表达量显著低于胸肌(P＜0.05),TIMP-3基因在牦牛臀肌中表达量显著高于胸肌(P＜0.05).Western blotting鉴定发现,MMP-3、MMP-14、Ⅰ和Ⅲ型胶原蛋白在牦牛臀肌中的表达量极显著或显著低于胸肌(P＜0.01;P＜0.05).免疫组织化学法分析显示,MMP-2、MMP-9、MMP-14和Ⅰ型胶原蛋白在牦牛臀肌中的表达量显著或极显著低于胸肌(P＜0.05;P＜0.01),而MMP-16在牦牛臀肌中的表达量显著高于胸肌(P＜0.05).蛋白质功能相关性聚类分析表明,MMP-2、MMP-14、MMP-16、TIMP-2、TIMP-3、COL1A2 和 COL3A1 可聚为一簇,MMP-3、MMP-9 和 TIMP-1 可聚为一簇;臀肌和胸肌中明胶酶/胶原酶的酶活性变化趋势一致,且差异不显著(P＞0.05).[结论]MMPs家族成员及其功能相关基因在牦牛骨骼肌中广泛表达,且在臀肌和胸肌中的表达量存在差异,为进一步研究MMPs调控牦牛骨骼肌结构形成的作用机制提供了参考依据.