骨骼肌是哺乳动物机体重要的运动器官,约占人体总质量的40%。骨骼肌的生长和损伤后修复,对人体正常生理功能的维持具有重要意义。肌卫星细胞(Muscle satellite cells,SCs)是骨骼肌系统中具有长期自我更新和分化潜能的成体干细胞,起源于胚胎中胚层。在发育成熟的个体,SCs位于基膜与肌细胞膜之间,大多数处于静息状态。当肌肉受到损伤等刺激时,SCs被激活并开始增殖,增殖后的SCs一部分继续分化为肌细胞,形成肌束,以修复肌肉组织的损伤,另一部分则重新进入静息状态以维持干细胞池。可见,SCs在静止、增殖和分化之间的平衡转变对于干细胞池的维持和肌肉的稳态至关重要。近来不断有研究揭示多种转录因子、非编码RNA、多种激酶及表观修饰因子在SCs功能调控中的重要作用,但SCs的内在调控网络尚未完全解析。因此,深入挖掘调控SCs的分子网络,将有助于加深对SCs功能维持及骨骼肌生长发育的理解。FoxM1(Forkhead box protein M1)是叉头框蛋白家族成员,被鉴定为原癌基因,其在细胞增殖及肿瘤发生等方面发挥重要作用。现有研究揭示FoxM1主要通过转录调控细胞周期相关基因的表达,进而促进G1/S和G2/M期转换。近来有研究证实FoxM1在干细胞功能调控中也发挥了重要作用。研究发现FoxM1在人胚胎干细胞中特异高表达,并通过转录调控Ccnb1和Cdk1的表达来保护人类胚胎干细胞免受氧化应激的伤害,维持其多能性。此外,有报道揭示FoxM1可通过转录调控Nurr1维持造血干细胞静息态,说明FoxM1在不同的干细胞中的功能及相关机制具有异质性。我们在之前的研究中发现FoxM1在SCs中特异性高表达,并发现在成肌细胞系C2C12中敲低FoxM1会显著阻碍细胞增殖,提示FoxM1在SCs功能维持中具有重要调控作用。然而,FoxM1在SCs中的确切功能及机制尚不清楚,其在骨骼肌发育与再生中的作用也不得而知。为了探究FoxM1对骨骼肌及SCs功能的调控作用,我们培育了骨骼肌特异性FoxM1敲除小鼠。我们发现FoxM1缺失会导致小鼠骨骼肌丢失,并严重阻碍骨骼肌的损伤后修复。进一步研究发现FoxM1主要通过调控SCs来影响骨骼肌的维持。基于转录组测序及Ch IP-PCR等实验结果,我们发现了FoxM1通过直接转录调控Ccnb1进而促进SCs增殖,此外也发现FoxM1可通过转录调控Apc进而抑制Wnt/β-catenin信号,最终维持SCs修复受损骨骼肌的能力。在这项研究中,我们报道了FoxM1在SCs功能维持及骨骼肌稳态维持中的作用,证实了FoxM1通过转录调控Ccnb1影响SCs细胞周期的机理,并揭示了FoxM1在SCs中通过转录调控Apc抑制Wnt/β-catenin信号的机制。本研究首次揭示了FoxM1在SCs功能调控及骨骼肌稳态维持中的作用,拓展了SCs的内在调控分子网络,有助于加深对骨骼肌系统功能维持的理解。