论文部分内容阅读
骨骼肌具有强大的再生能力,肌肉损伤后需要募集前体干细胞到受伤部位,完成肌纤维的修复和生成,在成年骨骼肌中,肌肉卫星细胞行使此功能。肌肉卫星细胞是特异性肌肉干细胞,因其解剖位置位于肌纤维膜和基底膜之间而得名。在健康的成年动物中,肌肉卫星细胞维持静息状态,当受到生理或病理刺激下,能够快速激活,进行扩增及不对称分裂,完成自我更新,形成新肌纤维。维持肌肉卫星细胞静息态对于保持肌肉干细胞群数量及再生潜能意义重大。越来越多证据表明,多种胞外信号参与肌肉卫星细胞静息调节,当静息态调控因子失活或信号通路被阻断时,肌肉卫星细胞生理功能发生严重紊乱,肌肉再生能力显著下降。Krüppel家族(KLFs)多种因子参与肌肉细胞生理调控,而KLF7在神经发育及髓细胞增殖中发挥重要调节作用,表达于骨骼肌及成肌细胞,但其调控作用及机制还未探明。本研究通过体外培养小鼠肌肉卫星细胞及单根肌纤维,深入分析KLF7在肌肉细胞的调节功能。试验结果发现:(1)一周龄小鼠肌肉卫星细胞多数为激活态,而成年小鼠肌肉卫星细胞大多处于静息态,实时定量PCR分析发现KLF7在静息态肌肉卫星细胞中表达较高,蛋白表达分析证实了相似的表达趋势。在成肌细胞的研究显示,KLF7在非增殖细胞中,表达水平较高。(2)干扰KLF7促进肌肉卫星细胞激活、扩增,以及成肌细胞增殖,而过表达KLF7促进成肌细胞细胞周期阻滞,表明KLF7是调控肌肉卫星细胞静息的关键因子。(3)成肌细胞中,KLF7调控p21的表达,而干扰p21抑制KLF7对肌肉卫星细胞激活和扩增的调控作用。(4)乙酰化修饰位点突变后,KLF7对C2C12成肌细胞增殖和p21表达的调控作用受到抑制,双荧光素酶报告分析证实,乙酰化位点突变导致KLF7对p21启动子的调控显著降低,表明KLF7乙酰化位点Lys227和/或Lys231,对其在成肌细胞调控中起重要作用。(5)成肌细胞中,TGF-β信号通路负调控KLF7的表达,干扰KLF7后,TGF-β信号通路阻断诱导的肌肉卫星细胞静息和成肌细胞增殖抑制部分丧失,支持KLF7是TGF-β信号通路阻断诱导肌肉卫星细胞静息的必需因子。(6)肌肉细胞中激活经典Notch信号通路,KLF7表达上调,而干扰KLF7至少部分移除经典Notch信号通路激活诱导的肌肉细胞细胞增殖抑制,表明KLF7介导了经典Notch信号通路调节的肌肉细胞静息。(7)干扰KLF7对成肌细胞成肌分化因子和标记基因表达没有影响,暗示KLF7可能没有参与成肌分化调控。综合分析上述试验结果,得出以下结论:1)KLF7在肌肉卫星细胞静息调控中起关键作用,并抑制成肌细胞细胞周期进行。2)KLF7调控肌肉细胞激活和增殖依赖于细胞周期抑制因子p21。3)KLF7蛋白的Lys227和Lys231位点,对自身功能激活非常重要,可能存在乙酰化修饰。4)KLF7介导了胞外信号(经典TGF-β和Notch信号通路)对肌肉卫星细胞静息的调节。