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FOXO1是FOXO forkhead转录调控因子家族的一个成员,它在肌细胞的分化、代谢和增殖中都起到了重要的作用,能够显著的调节肌肉生长,尤其是在能量消耗性疾病中起到重要的作用,例如消耗性糖尿病。本课题拟将直接化学合成的模拟microRNA的小RNA分子(19-23nt)进行2’-O-甲基化和3’末端丁醇基多位点联合修饰,以期增强小RNA对靶序列的亲和力和对核酸内切酶及3’-外切酶的抗性,探索小RNA分子在肌肉萎缩疾病中的治疗作用。以FOXO1基因作为抑制的靶位点,在细胞水平、正常小鼠模型、相关疾病小鼠模型中选择能有效抑制FOXO1表达的小RNA分子,找到并确定能够进行临床实验的有效地抑制FOXO1基因的小RNA分子,为其临床治疗肌肉萎缩疾病提供理论基础。本研究利用新型修饰的寡核苷酸RNA的进行体内体外实验结果表明,它能够特异性的与目标基因FOXO1结合,显著抑制FOXO1基因的表达。主要表现在利用新策略修饰的寡核苷酸RNA在细胞水平、正常小鼠水平以及疾病小鼠模型水平上都能够降低FOXO1基因的表达。另外,Western Blotting和Real-Time PCR的结果表明,肌肉生长抑制素GDF-8基因和肌肉生长决定因子MyoD的表达量发生变化。首先将一些新型修饰的RNA寡核苷酸转染肌成纤维细胞C2C12,筛选得到有效的RNA寡核苷酸后,直接注射700μg的RNA寡核苷酸于正常小鼠模型和疾病小鼠模型S-180,结果显示这些新合成的靶向FOXO1的基因能够被有效的抑制,更为有趣的是,FOXO1的基因被抑制后直接导致了骨骼肌生长的有效增加。这个结果进一步的显示,FOXO1是肌肉生长的负调控因子。另外,进一步实验结果的显示,抑制螺旋结构的FOXO1的表达增加肌肉质量的同时,GDF-8基因和MyoD基因在mRNA水平和蛋白质水平上的表达都受到了显著的影响:其中GDF-8基因的表达得到了显著抑制,而MyoD的表达得到了相应得增加。将结果结合起来综合分析,可以得知,FOXO1是引起肌肉生长消耗和一些恶病子的关键原因。因此这个实验在病理上给了一个新的途径治疗肌肉萎缩疾病。