肌肉抑制素(myostatin,MSTN)是TGF-β超家族的一员,广泛参与机体的生长发育调控。MSTN基因的自然突变会产生肌肉肥大的表型,在牛、羊、狗、小鼠以及人类中均有报道。MSTN通过负调控成肌生长因子,影响肌肉组织的发育和分化,同时,还参与调控肌纤维的代谢活动。本研究利用CRISPR/Cas9技术,获得了 MSTN第三外显子部分序列敲除的小鼠。以该小鼠为模型,检测MSTN敲除对小鼠基础代谢活动以及细胞线粒体功能的影响。结果如下:通过原核注射获得的MSTN-/-小鼠各器官中的MSTN基因表达量总体呈减少的趋势,小鼠体重显著增加,肌肉发达,表现出较明显的双肌现象。MSTN-/-小鼠基础代谢率下降,体温降低。MSTN基因的敲除显著影响了肌肉组织细胞中线粒体的功能,增强了线粒体中脂肪酸的β氧化,抑制了三羧酸循环和氧化磷酸化过程;参与线粒体合成的Tfam、Nrf1与Clpp等基因的表达显著上调,参与线粒体抗氧化的Sirt1和GSH等活性也显著提升。上述结果表明,MSTN基因敲除后,显著影响了小鼠的基础代谢,抑制了肌肉组织细胞线粒体的三羧酸循环和氧化磷酸化过程。