【摘 要】
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背景:骨骼肌是人体中最大的器官,成熟的骨骼肌由多核肌纤维形成。肌纤维的形成依赖于干细胞在发育过程中和损伤后的增殖、分化和融合。生理和时序老化导致干细胞老化,导致再生能力受损。微管是真核细胞骨架的中心成分,可以发挥对细胞生命周期和细胞形态的调控。细胞内微管的组织和数量取决于微管成核的适当调控,α/β-微管蛋白亚基的微管成核是由γ-微管蛋白复合物介导的。成肌细胞是一种干细胞,已知干细胞静止与细胞周期过
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背景:骨骼肌是人体中最大的器官,成熟的骨骼肌由多核肌纤维形成。肌纤维的形成依赖于干细胞在发育过程中和损伤后的增殖、分化和融合。生理和时序老化导致干细胞老化,导致再生能力受损。微管是真核细胞骨架的中心成分,可以发挥对细胞生命周期和细胞形态的调控。细胞内微管的组织和数量取决于微管成核的适当调控,α/β-微管蛋白亚基的微管成核是由γ-微管蛋白复合物介导的。成肌细胞是一种干细胞,已知干细胞静止与细胞周期过渡期G0/G1的抑制有关,有研究显示:中胚层/间充质同源盒1(Meox1)通过阻止G2期而触发了干细胞命运改变。但是,Meox1是否参与成肌细胞分化、肌管融合和微管成核过程,仍不清楚。目的:探索Meox1在骨骼肌成肌细胞分化、肌管融合中的作用及其可能的分子机制。方法:(1)以骨骼肌C2C12成肌细胞为实验材料,建立10%胎牛血清增殖培养环境及2%马血清分化诱导培养条件;(2)采用RT-PCR和蛋白质印迹法检测Meox1在C2C12成肌细胞增殖、分化过程中的表达变化;用RT-PCR检测NFAT在C2C12成肌细胞增殖、分化过程中的表达变化;(3)利用免疫荧光检测Meox1对C2C12成肌细胞分化及其肌管形成的影响;(4)给予C2C12成肌细胞Meox1过表达或敲低处理,利用免疫荧光染色分析肌细胞生成素(My OG)和肌细胞增强因子(MEF2C)的表达变化;(5)在Meox1过表达后24小时,开始给予PKA抑制剂H-89 2HCL,分化6天后行My HC免疫荧光染色以评价C2C12成肌细胞分化及肌管融合变化;在Meox1敲低后24小时,开始给予PKA激动剂8-Bro-c AMP,分化6天后行My HC免疫荧光染色检测成肌细胞分化及肌管融合变化;(6)C2C12成肌细胞在过表达或敲低Meox1后,分析C2C12成肌细胞增殖、分化过程中微管蛋白(α/β/γ-Tubulin)、中心粒周围蛋白(pericentrin,PC)和肌动蛋白(F-Actin)表达特征。结果:(1)Meox1在增殖期和分化期均有表达,且在分化后表达升高;(2)C2C12成肌细胞分化两天时,小于3个成肌细胞融合的肌管数目,Adsh Meox1组明显减少;3-5个成肌细胞融合的肌管数目,Ad-Meox1组肌管数目增多,而Ad-sh Meox1组相比于对照组差异不明显;C2C12细胞分化四天时,小于3个成肌细胞融合的肌管数目,Ad-Meox1组的肌管数目最少,3-5个成肌细胞融合的肌管数目,Ad-Meox1组的肌管数目多于对照组(Ad-Null),Ad-sh Meox1组肌管数目少于对照组(Ad-Null);大于5个成肌细胞融合的肌管数目,Ad-Meox1组的肌管数目多于对照组(Ad-Null),Ad-sh Meox1组肌管数目少于对照组(AdNull);C2C12成肌细胞分化六天时,在大于5个成肌细胞融合的肌管数目,对照组和Ad-Meox1组的数量都较多,且差异不明显;但相比于对照组,Ad-sh Meox1组大于5个成肌细胞融合的肌管数目显著减少;(3)Meox1调节成肌细胞分化与PKA信号通路有关;在C2C12成肌细胞分化过程中,相比于其对照组,Meox1敲低的C2C12成肌细胞NFATc1表达水平降低,NFATc2表达水平增高;在C2C12成肌细胞增殖过程中,敲低Meox1组相比于对照组,NFATc1表达水平增高,NFATc2表达水平降低,NFATc4表达水平降低。(4)在成肌细胞分化过程中,敲低Meox1组相比于对照组,微管蛋白呈散在分布,不能微管成核。成肌细胞过表达Meox1时候促进了PC及γ-tubulin介导的微管成核,然后给了PKA阻断剂就部分取消了这个效应;敲低Meox1时候,微管成核就减少了,给了PKA激活剂后,微管成核现象恢复。结论:(1)Meox1通过影响My OG/MEF2C调节成肌细胞分化;(2)Meox1通过影响PKA/NFAT调节成肌细胞分化;(3)Meox1介导的成肌细胞分化与微管成核有关。
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