淇河鯽肌間骨及其形成相關基因SOST的研究.pdf

1、肌間骨是位于椎骨兩側肌間隔中的膜性硬骨小刺，由肌隔結締組織中的間充質細胞不經過軟骨階段而直接骨化成的膜性硬骨。肌間骨僅存在于低等真骨魚類中。這種骨化方式稱為膜內骨化或結締組織性骨化，又稱纖維性骨化或膜性硬骨骨化，是成骨細胞在骨質中發(fā)生鈣質沉著從而生成骨組織的兩種方式中的一種。魚類肌間骨分為脈弓小骨、髓弓小骨和椎體小骨3類。本研究對低等真骨魚類肌間骨發(fā)生的可能生理機制進行了文獻分析;對淇河鯽肌間骨的發(fā)生和形態(tài)數量進行了觀察分析;對肌間骨發(fā)

2、生相關蛋白——硬化蛋白基因SOS進行了克隆和組織差異性表達分析。結果表明:
　　1.真骨魚中，魚體肌肉中的筋膜以膜內骨化的形式骨化。一些或所有的這些筋膜可以沿身體相應部位骨化，最終形成肌間骨。骨化筋膜數量的變異部分受遺傳因素控制，如鲆科(Bothidae)魚類和鯉魚（Cyprinus carpio L）。斑馬魚(Danio rerio)、鰱(Hypophthalmichthys molitrix)和唇(鰓)(Hemibarbus

3、labeo)的肌間骨都是在其他骨骼骨化結束后才開始骨化。肌間骨的形成過程與其他以膜內骨化形式成骨的骨骼的形成過程很可能存在分子調控上的差異。肌間骨的形成過程經歷了肌膈結締組織的生成和骨化，以及后續(xù)的礦化、生長和形態(tài)演化。
　　肌隔結締組織膜產生后，血管附著增生，以供應骨形成所需的營養(yǎng)和氧。間充質細胞分裂分化出骨原細胞。部分骨原細胞增大分化成成骨細胞。成骨細胞分泌類骨質包埋自身，成為骨細胞;這些類骨質礦化成骨基質，形成骨化中心（又稱

4、骨化點）。新生骨組織的表面附著有骨原細胞或成骨細胞，進一步向周圍成骨和不斷骨化長長。同時，完成從點到線，再到“y”或“卜”等形狀的變化。魚類肌間骨形成的分子機制主要集中在間充質干細胞向成骨細胞的定向分化及后者的成熟、增殖、分泌類骨質和類骨質礦化成骨質方面。在體內環(huán)境中，成骨細胞與骨細胞和血管內皮細胞等有著廣泛的聯(lián)系，同時受自分泌或旁分泌的局部調節(jié)因子和激素等系統(tǒng)性調節(jié)因子的調節(jié)。鰱魚和斑馬魚肌間骨骨化時機與其在魚體頭尾方向上的分布顯然有

5、相關關系，這很可能是激素等系統(tǒng)性調節(jié)因子的調節(jié)所致。成骨細胞定向分化受到核心結合因子A1、矮小相關轉錄因子2、Sp7轉錄因子、豪豬蛋白等因子的調控。
　　2.通過對淇河鯽仔魚、稚魚的整體骨骼染色和對淇河鯽成魚的解剖，觀察淇河鯽肌間骨的發(fā)生變化和成熟形態(tài)數量等特征。結果顯示:淇河鯽全身只有髓弓小骨和脈弓小骨，共約83至86根，無椎體小骨。25dpf，髓弓小骨首先出現(xiàn)，分布在背部第20至第22肌膈中，長全后均勻分布于魚體背部肌膈中;脈

6、弓小骨只分布在泄殖孔附近及往后的腹部肌膈中。45dpf，淇河鯽全身肌間骨全出現(xiàn)。淇河鯽肌間骨形態(tài)簡單，除尾柄處的8根較粗壯外，其余均呈“I”形或“y”形。
　　3.以淇河鯽背部肌肉總RNA為模板，用斑馬魚SOST的mRNA的保守序列設計引物進行同源克隆，用克隆得到的473 bp序列設計引物，對3'和5'序列進行RACE擴增，并克隆測序。淇河鯽硬化蛋白基因全長2190 bp，編碼211個氨基酸。序列比對顯示，硬化蛋白的碳端胱氨酸結樣

7、域在脊椎動物中高度保守。據此構建的系統(tǒng)發(fā)生樹顯示，硬骨魚類間親緣關系較近。對淇河鯽8種組織或器官中SOST的實時定量PCR研究表明，各組織中均有SOST表達，表達水平高低依次為:腦、肝臟、鰓、脾臟、腎臟、腸。SOST在心臟和長有肌間骨的背部肌肉中的表達量幾乎檢測不到。這些結果提示SOST可能參與淇河鯽肌間骨骨化形成的負調控。
　　本研究表明，淇河鯽肌間骨數量多，形成機制復雜;高等動物體內的膜內骨化機制可供參考，但可供查閱參考的綜合