HLH蛋白GCIP / CCNDBP1在肌肉生成中的作用及其机制

骨骼肌肌肉生成是一个精细调控的多步骤过程，其中包括转录因子比如bHLH家族MyoD蛋白通过结合E-Box DNA序列激活相关基因的表达。GCIP/CCNDBP1作为HLH蛋白家族中缺乏DNA结合结构域的成员之一，其在肌肉生成过程中发挥的作用还不清楚。为了研究GCIP的生理功能，我们利用CRISPR/Cas9技术制作了GCIP敲除的小鼠。我们发现，与野生型小鼠相比，GCIP敲除的小鼠中，胫骨前肌的肌纤维横切面面积显著降低，受到药物损伤后的肌肉组织再生能力降低，同时小鼠的前爪抓力变弱。小鼠的表型类似于人类肌病或肌肉发育不良的症状。为了进一步研究GCIP在肌肉生成中的功能，我们检测了在C2C12小鼠肌肉前体细胞分化过程中GCIP随着分化呈上升趋势。在C2C12细胞中过表达GCIP能促进肌肉分化，反之，在C2C12细胞中敲低GCIP显著抑制肌肉分化。运用双分子荧光互补技术（BiFC）,我们进一步筛选可能影响肌肉生成的新的GCIP蛋白复合物，并发现了一批新的GCIP互作蛋白。荧光素酶报告基因检测显示，共转GCIP能够促进MyoD/E47复合物对于E-Box依赖的基因的激活。免疫共沉淀实验表明Ccndbp1能够与MyoD发生相互作用，染色质免疫沉淀实验表明GCIP的过表达增强了MyoD结合到其靶基因启动子或增强子上的能力。这些结果说明了GCIP能够通过结合MyoD并增强其转录活性促进骨骼肌肉的分化。这项工作从体内体外都揭示了GCIP对于肌肉发生是一个正向调控因子，为骨骼肌肉的发育和相关疾病的分子调控网络提供了新的机制。