猪肉是人类最重要的膳食蛋白质来源之一,骨骼肌生长发育对猪肉产量有着重要的影响,而出生后肌肉的生长发育主要依靠骨骼肌卫星细胞的分化。骨骼肌主要由不同类型的肌纤维组成,肌纤维类型组成与猪肉品质密切相关,一般来说,慢肌纤维占比较高的猪肉品质相对较好。因此,对成肌分化和肌纤维类型组成进行深入的研究,探索影响猪肉品质的调控因素,对提高猪肉品质具有十分重要的意义。核苷二磷酸连接部分X基序3(NUDIX hydrolase 3,NUDT3)属于NUDNSC 119875体内IX水解酶超家族,全基因组关联分析提示,NUDT3基因变异与猪的瘦肉率、眼肌面积、眼肌深度等生长性状显著关联,并与人肌肉减少症高度相关,提示NUDT3可能在肌肉生长发育过程中发挥重要作用。本实验以猪骨骼肌卫星细胞为研究对象,通过Ed U、免疫荧光、荧光实时定量、蛋白质免疫印迹等手段探索NUDT3对成肌分化及肌纤维类型转化的作用。获得以下主要研究结果:1.NUDT3的表达模式在猪心脏、肝脏、肌肉、脂肪等组织中均检测到NUDT3 m RNA表达,肌肉中表达量最高,氧化型肌肉比目鱼肌(SOL)中表达量高于酵解型背最长肌(LD)。在肌卫星细胞增殖阶段,NUDT3 m RNA表达水平呈现先上升后下降的趋势。在肌卫星细胞分化阶段,NUDT3的m RNA和蛋白表达随着分化的进行逐渐上升。并且,NUDT3氨基酸序列在人、猪、小鼠上高度保守。2.NUDT3促进肌卫星细胞增殖、分化用siRNA干扰NUDT3后,处于G_1期的肌卫星细胞数量显著升高,G_2期细胞数量显著降低,Ed U阳性细胞比例显著降低;增殖相关基因Cyclin E m RNA水平和蛋白水平均显著降低,抑增殖相关基因p21则显著增加。过表达NUDT3导致了相反的结果。干扰NUDT3后,My HC阳性细胞显著减少,分化指数显著下降;成肌分化标志基因My HC、Myo D和Myo G m RNA及蛋白水平降低,成肌分化受到抑制。过表达NUNVP-TNKS656浓度DT3获得了与干扰相反的结果。3.NUDT3通过抑制NF-κB信号通路促进肌卫星细胞分化用siRNA和过表达质粒pc DNA3.1-NUDT3分别处理骨骼肌卫星细胞后,诱导分化3天,收取细胞进行转录组测序,结果显示差异基因富集在NF-κB信号通路。干扰NUDT3后显著升高了IL-1b、IL6、CCL4、CXCL2、TLR2的m RNA表达水平;过表达后其表达显著下降,将NUDT3 NUDIX motif功能氨基酸突变后则恢复了其表达水平。并且,过表达NUDT3后上述基因半衰期显著缩短,突变后半衰期得到了一定的恢复。干扰NUDT3后升高了磷酸化P65的蛋白水平,加入通路抑制剂PDTC后缓解了NUDT3siRNA对成肌分化的抑制作用。4.NUDT3促进慢肌纤维转化、促进线粒体功能使用siRNA干扰NUDT3,分化后5天进行检测,结果显示干扰之后增加了Fast-My HC阳性细胞的数量,降低了Slow-My HC阳性细胞的数量,促进快肌纤维相关基因My HC-ⅡB、My HC-ⅡX m RNA的表达,而抑制慢肌纤维相关基因My HC-Ⅰ、My HC-ⅡA m RNA的表达,促进快肌蛋白Fast-My HC的表达,抑制了慢肌蛋白Slow-My HC的表达;干扰NUDT3后,线粒体数目显著减少,线粒体相关基因MT-ND4、MT-ND6、MT-Cytb、MT-COX2、MT-COX3 m RNA表达水平显著下降,线粒体相关蛋白ATP5A、UQCRC2、MTCO1、SDHB、NDUFB8水平显著下降,线粒体ATP水平也显著降低。过表达后得到了相反的结果。5.NUDT3影响小鼠骨骼肌纤维类型采用小鼠腺相关病毒载体(AAV9)肌肉特异性干扰、过表达NUDT3,胫骨前resolved HBV infection肌多点注射一月龄小鼠,4周后采集样品。干扰、过表达肌肉NUDT3不影响小鼠体重以及肌肉、脂肪、内脏等组织的相对重量(P>0.05);小鼠跑步实验显示干扰NUDT3后小鼠跑步时间显著减少;HE染色结果显示干扰NUDT3后肌纤维面积显著增大;组织免疫荧光染色显示,干扰NUDT3之后慢肌纤维显著减少;快肌纤维相关基因Fast-My HC蛋白水平显著升高,慢肌纤维相关基因Slow-My HC蛋白水平显著降低。体内过表达NUDT3后得到了与上述相反的结果。干扰NUDT3后胫骨前肌中线粒体数目减少,线粒体出现肿胀空泡化并且线粒体内膜嵴结构发生改变,过表达后线粒体数目则显著增多。综上所述,NUDT3是一个新的成肌分化正调控因子,促进猪肌卫星细胞成肌分化,促进慢肌纤维转化。本研究丰富了猪骨骼肌卫星细胞成肌分化及肌纤维类型转化的分子调控网络,为提高猪肉品质提供新的育种靶点。