Myostatin调节的miRNAs基因在骨骼肌发育和肌干细胞激活中的表观遗传调控

结题报告

项目介绍

AI项目解读

基本信息

批准号：
91019010
项目类别：
重大研究计划
资助金额：
55.0万
负责人：
张勇
依托单位：
中国医学科学院基础医学研究所
学科分类：
C06.遗传学与生物信息学
结题年份：
2013
批准年份：
2010
项目状态：
已结题
起止时间：
2011-01-01 至2013-12-31

项目参与者：
张蕾；李常银；贾春实；周玉长；曹灵芝；武日茂；孟姣；邹小停；王苏雅；
关键词：
Myostatin-regulated 启动子鉴定 miRNAs 表观遗传调控肌干细胞激活与增殖

项目摘要

miRNAs在个体发育和细胞生命活动中发挥重要作用，但目前人们对miRNA基因在行使其功能过程中自身的表达调控机理知之甚少。本项目的科学问题是探讨miRNA基因在骨骼肌发育及肌肉干细胞激活增殖过程中的表观遗传调控机制。申请人在前期Myostatin功能和信号传导通路以及非编码RNA研究的基础上，提出以Myostatin基因敲除鼠为材料，筛选鉴定受Myostatin调控的miRNAs，探讨这些miRNA对肌肉干细胞（satellite cells）激活与增殖的影响。在此基础上，深入研究Myostatin调节的miRNAs基因的表达调控尤其是表观遗传调控机制。最终，通过鉴定miRNA调节的靶基因阐明Myostatin调节的miRNA在骨骼肌发育和肌肉干细胞激活增殖中的功能。本项目的研究结果对理解非编码RNA基因在肌肉干细胞激活与增殖（细胞编程与重编程）过程中的表观遗传调控具有重要的理论意义。

结项摘要

Myostatin属于TGF-beta生长因子超家族成员之一，功能研究表明Myostatin是骨骼肌生长发育负调控因子。但是，目前对Myostatin在骨骼肌干细胞的激活、增殖与分化过程中的功能及作用机制并不清楚。近年来的研究发现miRNA参与骨骼肌干细胞的激活、增殖与分化过程的调控。因此，我们利用Myostatin基因敲除小鼠通过miRNA芯片的分析，系统筛选了骨骼肌组织中受Myostatin信号调控的miRNAs，发现miR-A受Myostatin信号的负调控。采用C2C12细胞系的体外（In vitro）研究表明miR-A能够促进骨骼肌细胞的分化。为了进一步分析miR-A对骨骼肌干细胞功能的调控作用，我们制备了miR-A转基因小鼠。miR-A转基因鼠的骨骼肌组织发育正常，与野生型小鼠相比，miR-A转基因鼠的骨骼肌干细胞数量显著减少。采用Cardiotoxin（CTX）诱导的骨骼肌损伤-再生模型，发现骨骼肌组织损伤1.5天和3.5天后Pax7+、MyoD+及Pax7+/MyoD+的细胞数量在miR-A转基因小鼠中均高于野生型小鼠，这些数据提示miR-A能够促进骨骼肌干细胞的激活与分化。进一步分析miR-A调控的靶基因，发现Pax7基因的3’-UTR含有miR-A的结合位点，通过报告基因分析表明miR-A可以靶向Pax7。miR-A转基因鼠骨骼肌组织中Pax7蛋白表达显著降低进一步证明miR-A可以调控Pax7基因的表达和功能。总之，本研究发现Myostatin负调控的miR-A能够通过靶向Pax7基因促进骨骼肌干细胞的激活与分化，从而促进骨骼肌再生。