氯离子通道对于维持细胞内外的渗透压平衡、调节神经和肌肉的兴奋性等方面发挥着重要作用,已有研究发现,氯离子通道的异常表达与一些重要的人类疾病如亨廷顿病、肌肉强直、哮喘、肿瘤、肺囊性纤维化等的发生直接相关。跨膜蛋白16(TMEM16)作为新近发现的氯离子通道家族,包括TMEM16A、TMEM16B等10个成员,其中TMEM16A在哺乳动物中广泛表达,并具有重要的生理功能,如调节上皮细胞的分泌、平滑肌细胞的收缩等。然而TMEM16A在骨骼肌中的表达及功能状况目前仍少见报道。本文较为系统地研究了小鼠骨骼肌发育过程中TMEM16A的表达,以期为研究其在骨骼肌中的功能提供依据。脊椎动物胚胎期肌肉形成包括两个阶段,肌肉形成的起始通常称为“初级肌生成”,小鼠大约在胚胎期10.5天(E10.5)左右,骨骼肌祖细胞开始形成;第二次肌生成则主要表现为肌细胞的分化、增殖、迁移及肌管的融合等,小鼠的这一过程大概从胚胎期的第14天(E14)开始。在出生后,小鼠骨骼肌的数量基本维持稳定,其发育主要表现为肌纤维体积的增大及功能的逐渐成熟。本文首先体外研究了小鼠成肌细胞系C2C12诱导肌分化过程中TMEM16A的表达。结果发现,随着分化的进行,TMEM16A的mRNA和蛋白水平均呈现显著的升高,表明其与肌分化的状态具有相关性。在小鼠发育过程中,骨骼肌中TMEM16A的表达也呈现动态变化,其中在胚胎期E11.5、E14.5、E17.5,小鼠后肢肌肉中存在TMEM16A蛋白的高表达;出生后,胫骨前肌中的TMEM16A的表达则呈现出逐渐下降的趋势。在胚胎发育阶段,TMEM16A的RNA表达水平与蛋白水平基本一致,出生后仍然维持较高的RNA表达水平,而蛋白水平则明显降低。免疫荧光研究结果进一步证实了 TMEM16A表达于肌纤维中。小鼠的肌肉分化成熟后包含快肌和慢肌两种肌纤维,各种肌肉中二者以不同的比例组合相应地称为快肌和慢肌。本文发现,小鼠慢肌中TMEM16A的蛋白表达水平明显高于快肌。在骨骼肌发育过程中TMEM16A的高水平表达提示其可能具有重要功能。我们利用基因敲除小鼠进行的初步研究发现,缺失TMEM16A基因的小鼠,骨骼肌发育严重不足,表现为肌肉瘦小。分离成肌细胞进行体外培养及诱导分化,结果发现,缺失TMEM16A基因的成肌细胞分化的肌管较野生型明显细小,分化指数也显著低于野生型。综上所述,本文通过一系列的研究发现,TMEM16A在体外C2C12细胞水平、体内小鼠骨骼肌发育过程以及敲除小鼠中均表现出与骨骼肌发育分化的相关性,提示TMEM16A可能在小鼠胚胎期骨骼肌细胞的增殖及随后的分化发育过程中发挥着重要作用,具体过程及涉及到的分子机制仍有待进一步研究。