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肌肉发育和分化的分子机理,一直以来都是生命科学研究的热点。阐明肌肉发育和分化的分子机理,对深入理解肌肉发育过程,对肌肉损伤修复、肌肉萎缩和肌减少症等疾病的治疗都具有重要意义。早期生长反应因子1(early growth response 1,Egr1)通过对基因表达的调控,在细胞生长、增殖、分化、凋亡、细胞周期阻滞及肿瘤进程等众多的生物学过程中发挥重要作用。Egr1可结合到肌细胞生成蛋白(myogenin,MYOG)基因启动子区,通过调控MYOG基因的表达促进体外培养的牛骨骼肌卫星细胞分化。提示,Egr1可能参与调控骨骼肌的发育,但是其对小鼠成肌细胞C2C12分化的影响尚不明确。C2C12细胞是研究肌肉发育理想的细胞模型,本研究旨在阐明Egr1对C2C12细胞分化的影响,并通过体内实验探讨Egr1与小鼠肌肉损伤修复的关系,以期为肌肉发育和分化的分子机理及肌肉损伤修复的治疗提供理论依据。主要研究内容包括:(1)采用Western blotting、免疫荧光技术和核质蛋白提取技术检测Egr1在C2C12细胞分化过程中的表达规律及定位。(2)利用CRISPR/dCas9技术分别激活和抑制Egr1基因的表达,探讨Egr1对C2C12细胞分化的影响。(3)利用免疫组化和Western blotting检测Egr1在布比卡因诱导小鼠肌肉损伤修复过程中是否发挥作用。实验结果表明:(1)随着C2C12细胞分化的进行,Egr1的表达量在分化的第5天达到峰值,随后呈下降趋势。Egr1表达定位于C2C12的细胞核与细胞质中,随着分化的进行,其在细胞核和细胞质中的表达量均显著升高。(2)激活Egr1后,C2C12细胞肌管融合率,肌肉分化标志基因MYOG和肌球蛋白重链2(myosin heavy chain 2,MYH2)水平均显著增加。抑制Egr1后,C2C12细胞肌管融合率,肌肉分化标志基因MYOG和MYH2水平均显著降低。(3)在小鼠肌肉损伤后修复的第0天到第5天肌卫星细胞标志基因Pax7(paired box 7)表达水平逐渐升高且在第5天时达到峰值,之后逐渐降低并在第21天恢复到未损伤的水平。MYOG在小鼠肌肉损伤后修复的第0天和第1天水平很低,在第3天达到峰值,之后逐渐降低并在第21天恢复到未损伤的水平。Egr1在小鼠肌肉损伤修复过程中的表达情况与MYOG相类似。综合以上结果,Egr1能够促进小鼠成肌细胞C2C12的分化,并在小鼠肌肉损伤修复过程中发挥一定作用。