杜氏肌营养不良症（Duchenne muscular dystrophy,DMD）是一种严重的致死性肌肉疾病,定位于肌膜的抗肌萎缩蛋白Dystrophin功能缺失是其致病因素。水通道蛋白4（Aquaporin 4,AQP4）是一种负责调控转运细胞内外水的膜蛋白,它在肌肉中广泛表达,对维持肌肉正常功能至关重要。DMD病人会在3-5岁时开始发病,并且发现AQP4在肌肉中的表达显著降低。然而,在DMD发病前的肌肉中AQP4的表达是否发生改变目前尚不清楚,并且不同肌肉组织中其表达是否有差异也不明确。另外,早期研究已经证明AQP4与Dystrophin相关蛋白1-syntrophin相结合,但是在一些1-syntrophin表达正常的其他肌肉疾病或者肌萎缩模型中,AQP4的表达量同样降低。因此,我们有必要对DMD肌肉中的AQP4进行深入分析,探索调节AQP4表达的其他因素。在亲缘关系上,非人灵长类与人最为接近,同时其发达的肌肉系统也与人极为类似,因此,将其用于构建DMD疾病动物模型能够很好地模拟人类疾病进程。为了探究DMD发病前不同肌肉组织中AQP4的表达情况,并且探索能够调节AQP4表达的其他因素,我们在DMD猴模型中开展了相关实验,主要的研究内容和结果如下:第1部分:DMD胎猴不同肌肉组织中AQP4的表达情况。通过q RT-PCR、Western Blot和免疫荧光染色的实验方法我们对两只DMD阳性流产胎猴、一只DMD杂合流产胎猴的股四头肌、肱肌和胫骨前肌进行了详细的检测,全面系统地展示了DMD胎猴不同肌肉组织中AQP4以及相关蛋白的表达情况。我们发现DMD胎猴三种类型肌肉中AQP4的表达同样显著降低,并且不同肌肉之间存在差异,但是1-syntrophin与AQP4不存在强相关性。同时发现慢肌纤维在DMD胎猴肌肉中显著减少,提示可能存在肌萎缩。第2部分:靶向AQP4的miRNA的预测与验证。为了探索调节AQP4表达的其他因素,我们通过Target Scan预测得到了两种靶向AQP4的miRNA,分别是miR-29b-3p和miR-140-5p,并且利用双荧光素酶报告基因系统成功验证了它们能够靶向结合AQP4的3’UTR序列。第3部分:miR-29b-3p和miR-140-5p在肌肉中对AQP4的调控作用。这两种miRNA是否能够在肌肉中调节AQP4的表达还需要实际验证,我们首先确认了miR-29b-3p和miR-140-5p在DMD胎猴中显著上调。然后通过体外分化获得正常猕猴肌管,再将miR-29b-3p和miR-140-5p的模拟物转染到肌管中,结果显示AQP4在肌管中显著降低,同时肌管变得细小。指示肌肉萎缩的Atrogin1蛋白在miR-29b-3p转染的肌管中上调,表明肌管发生了肌萎缩。结论:AQP4在DMD胎猴不同肌肉组织中的表达显著降低,并且miR-29b-3p和miR-140-5p在部分肌肉中表达显著上调。正常猕猴肌管样细胞中转染miR-29b-3p和miR-140-5p能够下调AQP4的表达,这提示DMD肌肉中AQP4的表达降低不仅与1-syntrophin的缺乏有关,同时还可能受到miR-29b-3p和miR-140-5p的调节作用。