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肌肉的生长和发育的过程除了受到遗传因素调节以外还受到一系列环境因素所调节,例如脂肪酸、维生素、激素、氨基酸等。肌肉卫星细胞(MDSCs)是一种肌肉干细胞,在肌肉损伤时,有的能够通过有丝分裂进行自我更新,有的能够通过分化形成肌管进而相互融合形成新的肌纤维,还有的能够在分化过程中与原有的肌纤维融合。MDSCs的这种潜在的增肌特性在畜牧生产过程中有着十分重要的意义。发现参与调控MDSCs增殖和分化的新因素并研究其调控机制,有助于开发新的育种方法从而改善家畜的肌肉产量。最近有研究表明,某些脂肪酸在小鼠、大鼠和鸡的肌源干细胞的增殖和分化的过程中起到了调控作用。然而,关于脂肪酸是否能调控牛MDSCs增殖或分化的研究尚未见报道。本研究的前期实验结果表明,用外源脂肪酸处理牛MDSCs并诱导分化后ELOVL3的mRNA表达量显著增加,并且在牛MDSCs分化过程中ELOVL3的mRNA表达量也显著增加,因此我们推测ELOVL3和脂肪酸在牛MDSCs分化的过程中可能起到了重要的作用。ELOVL3作为一种脂肪酸延长酶,在脂肪酸的代谢过程中扮演了重要的角色。这种酶主要在动物的肝脏和棕色脂肪组织中表达,可参与调控饱和不饱和极长链脂肪酸(VLCFAs)中多达24个碳原子的碳链的伸长过程的起始和速率控制。有大量研究表明,除了肝脏和棕色脂肪组织,ELOVL3在白色脂肪组织和皮肤中也有大量的表达。然而,关于ELOVL3在动物肌肉细胞中表达和功能的报道却很少,而关于该蛋白在牛MDSCs中的表达及功能的研究尚未见报道。因此,本研究的主要目的是:探究脂肪酸对牛MDSCs分化和增殖过程的影响;探究ELOVL3在牛MDSCs分化过程中的表达规律;探究ELOVL3的表达变化对牛MDSCs分化的影响;探究脂肪酸促进牛MDSCs分化的功能与ELOVL3的关系。主要获得下述研究结果:1.通过在牛MDSCs的分化培养液中添加外源脂肪酸PA、OA和DHA,并应用免疫荧光技术和Western Blot技术,研究不同类型的脂肪酸对牛MDSCs分化的影响。结果表明,上述几种脂肪酸能够使细胞的肌管融合率和肌管长度显著增加,肌肉分化标志分子MYOG和MYH3的表达量也显著性升高。此外,添加了脂肪酸的牛MDSCs中ELOVL3的表达量也显著性升高;2.通过在牛MDSCs的生长培养液中添加外源脂肪酸PA、OA和DHA,并应用流式细胞术和EdU掺入实验,研究不同类型的脂肪酸对牛MDSCs细胞周期和增殖的影响。结果表明,上述几种脂肪酸对牛MDSCs的细胞周期和细胞增殖均无显著性影响;3.通过诱导牛MDSCs分化,并应用免疫荧光技术和Western Blot技术,研究ELOVL3在牛MDSCs分化过程中的表达规律。结果表明,ELOVL3的表达量随着MDSCs分化程度的增加而逐渐增加;4.通过CRISPRa激活技术和siRNA干扰技术激活或干扰牛MDSCs中ELOVL3的表达,并应用免疫荧光技术和Western Blot技术,研究ELOVL3的表达变化对牛MDSCs分化的影响。结果表明,激活ELOVL3的表达能够使细胞的肌管融合率和肌管长度显著增加并且肌肉分化标志分子MYOG和MYH3的表达量也显著性升高,干扰ELOVL3的表达能够使细胞的肌管融合率和肌管长度显著降低并且肌肉分化标志分子MYOG和MYH3的表达量也显著性下降;5.通过在牛MDSCs的分化培养液中添加外源脂肪酸PA、OA和DHA,同时,用siRNA干扰ELOVL3的表达,并应用免疫荧光技术和Western Blot技术,研究脂肪酸对MSDCs分化的作用与ELOVL3表达量的关系。结果表明,ELOVL3的表达被干扰时,各脂肪酸处理组的细胞的肌管融合率和肌管长度显著降低并且肌肉分化标志分子MYOG和MYH3的表达量也显著性下降;6.通过应用荧光染色技术和激光共聚焦显微成像技术对牛MDSCs中的ELOVL3和脂滴进行亚细胞定位,研究ELOVL3和脂滴的定位关系。结果表明,ELOVL3与脂滴的亚细胞定位具有一致性。上述研究及结果表明,外源脂肪酸PA、OA和DHA对牛MDSCs的分化具有促进作用但对MDSCs的增殖无影响,ELOVL3对牛MDSCs的分化具有促进作用,并且上述三种外源脂肪酸对牛MDSCs的分化的促进作用需要通过ELOVL3来实现。根据本研究的结果,开发新的育种策略和营养供应方法,有望改善家畜的肌肉产量。