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非组蛋白赖氨酸甲基转移酶样21C(Methyltransferase like 21C,METTL21C)是甲基转移酶超家族的一类远亲家族成员之一。据在禽类中的研究发现,Mettl21c在禽类动物机体的各个组织中均表达,尤其在骨骼肌组织中特异性高表达,能够参与维持动物骨骼肌稳态,调控禽类动物骨骼肌生长发育。本研究以小鼠为研究对象,构建运动小鼠模型,探究运动过程中骨骼肌形态变化和Mettl21c的表达水平;以小鼠C2C12成肌细胞为模型,构建重组慢病毒干扰载体,通过慢病毒法获得稳定干扰Mettl21c的C2C12细胞株,探究Mettl21c在成肌分化过程中的作用,基于细胞自噬效应研究Mettl21c调控成肌分化的机制。为解析Mettl21c在哺乳动物生长发育中的功能提供参考,为有效治疗肌肉相关疾病提供理论价值和临床意义。本研究主要获得实验结果如下:1、通过轮转式运动疲劳仪进行为期6周的跑台实验,构建运动小鼠模型。冰冻切片HE染色结果显示,运动促进肌肉纤维肥大,肌束间距缩短。在mRNA和蛋白水平发现运动后小鼠腓肠肌中Mettl21c的表达水平上调。同时,在睾丸、腹股沟脂肪、心脏、肾脏、小肠、大脑、肠脂、腓肠肌等8种组织中也发现Mettl21c在腓肠肌组织中表达量最高,且极显著高于其它组织。2、构建两对pLKO.1-TRC-Mettl21c shRNA(shRNA1及shRNA2)干扰载体,通过慢病毒包装侵染获得C2C12-NC、C2C12-shRNA1及C2C12-shRNA2细胞株。与NC组相比,shRNA1、shRNA2组Mettl21c表达水平均极显著降低(**P<0.01),且sh RNA1组(83.9%)的干扰效率高于sh RNA2组(59.9%)(**P<0.01)。3、建立Mettl21c在小鼠C2C12细胞增殖分化过程中的时序表达谱,发现随着成肌细胞分化进程,Mettl21c基因表达量逐渐上调,且在5d后显著高于分化前期。推测Mettl21c在骨骼肌增殖分化过程中发挥正调控作用。在mRNA及蛋白水平检测成肌分化相关基因表达发现,干扰Mettl21c后成肌分化水平显著降低,慢肌标志基因MYH7表达也显著下降。初步表明干扰Mettl21c抑制成肌分化和慢肌形成。检测蛋白质赖氨酸甲基化修饰水平发现,干扰Mettl21c会降低多种蛋白质的赖氨酸二甲基化和三甲基化水平。4、运动促进骨骼肌自噬。通过细胞形态学观察及Western Blot结果分析,筛选并最终选取25μg/mL为RAPA诱导自噬的浓度。RAPA诱导自噬条件下,干扰Mettl21c降低自噬标志蛋白LC3BⅡ/Ⅰ的比值,促进P62蛋白表达。同时发现,MYOG蛋白表达水平也降低。表明在C2C12细胞成肌分化过程中,干扰Mettl21c抑制细胞自噬水平和成肌分化能力。结论:运动促进小鼠骨骼肌自噬和Mettl21c的表达。在细胞水平验证,发现Mettl21c影响骨骼肌细胞的自噬水平从而促进成肌分化和慢肌形成。