绵羊肌纤维类型分化的产前发育时钟解析：从胚胎型到成熟型的时序图谱

这篇研究通过整合组织学（ATPase染色）、蛋白质生化（SDS-PAGE和Western blot）及转录组（RNA-seq）多组学技术，系统揭示了绵羊妊娠后期（D85-D135）背最长肌（LTL）肌纤维类型分化的关键时间节点（D105）和分子机制。研究发现D105前肌纤维数量持续增加，以胚胎型（MHC-emb/MYH3）和新生儿型（MHC-neo/MYH8）为主；D105后纤维数量稳定并成熟化，过渡为以氧化型IIA纤维（61.2%）为主导的I、IIA、IIB类型，伴随氧化代谢基因（COX7A1、NDUFB6）显著上调。该研究为反刍动物肌肉发育机制和肉品质分子育种提供了科学依据。

　　

背景

骨骼肌纤维类型组成是决定牲畜肉品质的关键因素。绵羊妊娠后期经历从胚胎型到成熟肌纤维的动态转变，但其精确时序和分子机制尚不明确。本研究通过多技术整合，首次系统解析了绵羊背最长肌（LTL）在妊娠85、105、115和135天（D85-D135）的发育轨迹。

材料与方法

实验选用中国美利奴绵羊胎儿LTL组织，结合组织学（H&E和ATPase染色）、蛋白质分析（梯度SDS-PAGE分离MHC异构体、Western blot检测快/慢MHC）和转录组测序（RNA-seq）。ATPase染色在pH 4.8和10.7下区分I型（黑色）、IIA型（浅棕）和IIB型（棕色）纤维；SDS-PAGE通过含甘油凝胶分离5种MHC异构体；RNA-seq数据经STEM软件分析时序表达模式。

结果

肌纤维类型与结构的动态变化

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  D85-D105：肌纤维数量持续增加，形成平行排列束状结构，ATPase染色未明确分型，SDS-PAGE显示MHC-emb和MHC-neo为主导。

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  D105：纤维数量稳定，出现I型纤维（8.39%），Western blot检测到慢MHC（MYH7）表达上升。

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  D135：成熟纤维类型确立，IIA型占比61.2%（ATPase染色），SDS-PAGE和Western blot确认MHC-IIa/IIb表达，胚胎型MHC消失。

分子层面的协同转变

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  基因表达：D105为关键转折点，MYH3/MYH8显著下调，成熟型MYH7（I型）、MYH2（IIA）、MYH4（IIB）上调。肌球蛋白轻链基因（MYL2、MYLPF）及磷酸化酶MYLK3表达同步增加，提示收缩功能成熟。

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  代谢重编程：STEM分析显示D105后氧化代谢通路（TCA循环、氧化磷酸化）基因（如COX7A1、NDUFB6）显著激活，与IIA纤维的富集一致。蛋白互作网络核心节点涉及钙调控蛋白（ATP2A2）和肌钙蛋白（TNNC1），协调收缩与能量供应。

讨论

研究揭示了绵羊肌纤维分化的“两阶段模型”：

1. 1.

   增殖期（D85-D105）：以MYH3/MYH8驱动的胚胎型纤维增生为主；

2. 2.

   成熟期（D105后）：转向氧化型IIA纤维主导的稳态，伴随线粒体代谢增强。这一转变与反刍动物出生后高耐力需求相适应。

技术层面，梯度SDS-PAGE首次在绵羊中分离5种MHC异构体，但需注意转录（MYH7上调）与蛋白（I型纤维数量未增）的非同步性，可能反映纤维代谢活性提升而非数量变化。性激素对胎儿期纤维类型影响较小，主要作用于出生后发育。

结论

研究锁定D105为绵羊肌纤维成熟的关键节点，阐明从胚胎型向氧化型IIA纤维转变的分子基础，为通过产前营养干预或MYH基因靶向育种优化肉品质提供理论支撑。未来可探索D105前后母体营养调控对纤维类型转化的影响。