骨骼肌是动物体内主要的组织之一,参与完成机体的各种运动以及能量代谢。肌生成作为骨骼肌形成的重要过程,在骨骼肌生长发育和损伤后再生中必不可少。畜牧学研究中,骨骼肌的产量和品质是评价和衡量畜禽肉品质的重要指标之一,而肌生成对骨骼肌产量和品质有直接促进作用。因此,寻找调控肌生成的潜在靶标并探究其机制,对提高畜禽肌肉品质和产量、治疗人类肌肉相关疾病具有深远意义。本研究利用生物信息学方法对公开数据库中5个与肌生成相关的RNA-sequence数据进行差异基因重叠筛选,发现选择性自噬受体Optineurin（OPTN）是调节肌生成的一个潜在因子。利用分子生物学和细胞生物学等技术,本研究在活体和离体水平明确了OPTN在成肌分化中的作用及机制,评估了OPTN作为猪肌肉品质和产量等相关性状遗传育种靶标的潜力。获得主要结果如下:1.OPTN作为潜在肌生成调节因子,与猪肉产量和品质等性状相关。利用ISwine数据库全基因组关联分析发现,OPTN与猪肉产量及品质性状的QTL具有相关性。进一步验证发现,OPTN在猪肌肉生长发育阶段表达量显著上升（P＜0.05）,且OPTN表达量在猪肌卫星细胞分化阶段也显著升高（P＜0.05）,与Myogenin（MYOG）表达模式一致。通过多序列比对以及结构域分析发现,OPTN的自噬相关结构域在各物种之间高度保守,且猪OPTN与鼠亲缘关系较近。2.Optn敲降抑制小鼠骨骼肌再生过程中的肌生成。OPTN的蛋白表达量在骨骼肌损伤后显著升高（P＜0.05）,在第5天达到最高水平,与新生肌纤维标志蛋白e MYHC表达模式一致;为进一步明确OPTN对骨骼肌再生的影响,本研究利用靶向Optn shRNA重组腺相关病毒,在小鼠骨骼肌中敲低Optn。结果显示,Optn敲降显著延迟了骨骼肌损伤后的恢复过程。与对照组相比,在骨骼肌损伤后第5天,Optn敲降显著抑制了新生肌纤维的生成,与此一致,肌生成的标志蛋白e MYHC和MYOG在Optn敲降组显著下降（P＜0.05）。3.OPTN不影响小鼠骨骼肌再生过程中肌卫星细胞增殖,而促进了成肌细胞分化融合。肌卫星细胞增殖和成肌细胞分化是影响骨骼肌再生过程中肌生成的两个关键步骤。免疫荧光染色结果显示,在骨骼肌损伤后第3天,Optn敲降未影响PAX7+细胞数目（P＞0.05）。活体Ed U标记实验发现,Optn敲降也未显著影响在骨骼肌损伤后第3天PAX7+EdU+细胞数目（P＞0.05）。进一步研究发现,OPTN蛋白表达量在C2C12成肌细胞分化阶段显著升高（P＜0.05）,在第6天达到最高,与MYOG表达模式一致。Optn敲降显著抑制了C2C12成肌细胞的分化与融合,相反Optn过表达显著促进了C2C12成肌细胞的分化和融合。4.OPTN通过抑制GSK3β激活Wnt信号通路,从而促进成肌分化介导的肌生成。为探究OPTN影响成肌分化的潜在机制,本研究利用生物信息学方法分析发现,Wnt信号通路可能是OPTN影响成肌分化的潜在信号通路。进一步研究发现,OPTN可以显著抑制Wnt信号通路负调控因子GSK3β的蛋白表达（P＜0.05）,显著促进β-catenin的核转位及其转录活性（P＜0.05）,激活Wnt信号通路。通过药理学手段抑制GSK3β的活性,可显著缓解由Optn敲降引起的骨骼肌再生延迟以及成肌分化障碍。5.OPTN以自噬依赖的方式降解GSK3β,从而促进成肌分化过程中Wnt信号通路介导的肌生成。OPTN作为选择性自噬受体,可以靶向降解受损细胞器和蛋白聚集体。本研究通过放线菌酮示踪实验发现,OPTN显著促进GSK3β的降解。免疫沉淀分析发现,OPTN可以与GSK3β结合,且OPTN、GSK3β与LC3在C2C12成肌细胞中具有共定位。与此同时,Optn敲降显著减弱了GSK3β与LC3互作。使用药理学和遗传学手段抑制自噬,均会显著影响OPTN对GSK3β的降解。LIR和UBAN是OPTN的两个自噬相关结构域。研究发现,与野生型OPTN相比,两个结构域的突变体均会影响OPTN对GSK3β的降解以及促进分化的能力。综上所述,本研究首次发现OPTN作为一个新的肌生成调节因子,通过靶向识别GSK3β,以自噬依赖的途径将其降解,进而激活Wnt信号通路,促进成肌分化介导的肌生成。因此,本研究对加快生猪产业优良品种选育以及治疗人类相关疾病具有实际意义。