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氨基酸能够作为外源信号分子调节细胞生物学功能,并对动物肌肉的蛋白质合成起着重要的作用。在畜禽业养殖过程中,骨骼肌的生长速度和生长状态会影响肌肉的产量和品质。硒代蛋氨酸(selenomethionine,Se-Met)是一种含硒元素的氨基酸,其在畜牧业上被用作高效的有机硒饲料添加剂,在改善畜禽产品品质方面发挥重要作用,但其功能机制尚不十分清楚。膜联蛋白Annexin A2(ANXA2)可发挥多种生物学功能,实验室前期研究表明,Se-Met通过PKCα-ANXA2-PI3K信号转导途径调节m TOR蛋白磷酸化水平,由此调节蛋白质合成速率以及细胞增殖能力,但尚不明确Se-Met对C2C12细胞自噬的影响及机理,以及Se-Met对动物骨骼肌生长的影响和作用机制。因此,本研究拟确定Se-Met能否调节C2C12成肌细胞自噬,确定Se-Met作为饲料添加剂能否促进小鼠肌肉生长并探究具体调控机制。为建立本研究所需Se-Met处理C2C12的细胞模型并验证实验室前期研究结果,本研究以体外培养的小鼠C2C12成肌细胞为研究对象,在细胞培养时分别加入终浓度为0、25、50、75和100μM的Se-Met后,利用BCA法、CCK-8法和Ed U法分别检测细胞蛋白质浓度和细胞增殖情况,检测结果显示:随着Se-Met浓度的增加,C2C12细胞的蛋白质浓度和细胞增殖情况均先升高后下降。同时,利用Western blotting检测C2C12细胞的ANXA2和m TOR蛋白磷酸化水平,结果显示:随着Se-Met浓度的增加,ANXA2和m TOR蛋白磷酸化水平也呈现出先上升后下降的趋势。并且以上检测指标均在Se-Met终浓度为50μM时达到最大值。上述结果表明Se-Met能够剂量依赖性的调节C2C12细胞的蛋白质合成、细胞增殖以及ANXA2和m TOR蛋白磷酸化水平,且50μM是Se-Met对C2C12细胞处理的最适浓度。为确定Se-Met对C2C12细胞自噬的影响,实验中添加最适浓度的Se-Met并利用Western blotting检测自噬标志物LC3-II蛋白的表达变化,结果显示LC3-II蛋白表达量下降,这一结果表明Se-Met能够抑制C2C12细胞自噬。为确定ANXA2基因对C2C12细胞自噬的影响,在敲低ANXA2后利用Western blotting检测,结果显示LC3-II蛋白水平上升且m TOR蛋白磷酸化水平下降。根据这一结果,推测ANXA2可能通过激活m TOR信号途径抑制细胞自噬的发生。为确定Se-Met是否通过ANXA2调节m TOR信号转导途径,进而影响C2C12细胞的蛋白质合成、细胞增殖以及细胞自噬,本研究在敲低ANXA2同时添加Se-Met后分别利用BCA、CCK-8和Ed U方法检测C2C12细胞蛋白质浓度和细胞增殖情况,结果显示:敲低ANXA2并加入Se-Met后,C2C12细胞的蛋白质浓度和细胞增殖能力下降,而细胞自噬能力增强。结果表明,ANXA2可介导Se-Met促进C2C12细胞蛋白质合成和细胞增殖,而抑制C2C12细胞自噬。同时发现,C2C12细胞敲低ANXA2基因后无论是否加入Se-Met,ANXA2和m TOR蛋白磷酸化水平基本相同且均显著低于NC组。这一结果表明,添加Se-Met促进了ANXA2和m TOR蛋白磷酸化水平,且ANXA2被Se-Met磷酸化激活后调节下游m TOR信号通路。在动物实验中,使用添加低剂量(7.5 mg/kg)和高剂量(15 mg/kg)Se-Met的维持饲料饲喂ICR小鼠四周,测量体重增重数据及相关肌肉生理指标,结果显示:低剂量组雌雄小鼠的体重增重量、体重增重率、胴体增重率和腓肠肌石蜡切片肌纤维的横截面积均高于相同性别的空白组和高剂量组,表明低剂量Se-Met通过影响肌纤维形成促进小鼠肌肉的生长,且高剂量Se-Met可能有毒性作用使小鼠肌肉组织生长受到抑制,这一结果与Se-Met剂量依赖性地调节C2C12细胞蛋白质合成和细胞增殖的结论相一致。为确定在动物体内Se-Met对肌肉蛋白质合成代谢的影响,利用BCA法对相同质量的小鼠腓肠肌测定蛋白质浓度后发现,同性别小鼠在空白组、低剂量组和高剂量组之间并无差异,这一结果表明Se-Met对肌肉蛋白质浓度无影响。此外利用Western blotting检测小鼠腓肠肌中ANXA2和m TOR蛋白磷酸化水平后发现,ANXA2和m TOR蛋白磷酸化水平在低剂量组中显著高于空白组和高剂量组,而高剂量组与空白组之间无显著差异,这一结果显示低剂量的Se-Met能够显著增强ANXA2和m TOR蛋白磷酸化水平,这与本研究在C2C12细胞内所得到的实验结果相互吻合,推测高浓度的Se-Met可能产生了一定的毒性进而导致对ANXA2和m TOR蛋白磷酸化激活作用下降。综上所述,Se-Met能够通过ANXA2的介导作用调节m TOR信号通路,进而促进C2C12成肌细胞的蛋白质合成和细胞增殖,抑制细胞自噬。在动物实验中,低剂量的Se-Met能够通过影响肌纤维形态,促进小鼠肌肉生长,提高小鼠增重率和胴体增重率。研究结果为Se-Met作为饲料添加剂应用于畜禽养殖,提高畜禽肌肉品质和肌肉产量提供理论依据。