金鱼Prox1基因cDNA的克隆及其在眼睛发育中的表达分析

脊椎动物的Prox1基因,与果蝇的转录因子prospero同源。为了探讨Prox1基因在金鱼眼睛发生过程中的表达图式,我们从金鱼眼睛SMART库中克隆了Prox1cDNA。它全长共2851bp,编码739个氨基酸。组织分布研究表明,Prox1主要分布于眼、脑、心、肝、脾和肾中。整体原位杂交显示,Prox1mRNA首先是在晶体期的晶体原基中有转录,心跳期则在未成熟晶体的细胞中和视网膜的幼芽区可以检测到。晶体纤维形成后,它主要定位于视纤维层和内网织细胞层。免疫组化显示,心跳期Prox1蛋白的定位与mRNA相同,晶体纤维形成以后,Prox1蛋白主要定位在晶体上皮细胞内侧的晶体纤维上一个环状区域,与Prox1mRNA的定位不同。这说明,Prox1基因在晶体发生过程中有重要作用,且在晶体的不同发育时期起的作用可能有所不同。另外,Prox1在晶体发育过程中有一个从内向外的变化过程。     

运动对骨骼肌基因表达的表观遗传调控作用

DNA甲基化、组蛋白修饰和miRNA表达调控是表观遗传调控的3种重要方式,其在基因表达调控中发挥着关键作用。适当运动有益于身心健康。骨骼肌作为运动的主体组织,运动可以提高其代谢能力,改善其线粒体生物学功能,调控肌纤维类型转化,增加骨骼肌力量。近年来越来越多的研究表明,表观遗传调控在机体适应运动过程中发挥着重要作用,DNA甲基化、组蛋白修饰和miRNA表达调控等表观遗传调控方式通过调控骨骼肌基因表达来改变骨骼肌代谢能力、线粒体生物学功能和肌纤维类型,从而适应运动变化。本文对近年来运动对骨骼肌基因DNA甲基化、组蛋白修饰和相应miRNA表达调控等3种表观遗传调控方式的研究现状进行了综述,以期为进一步研究运动改善机体机能和健康提供参考。     

金鱼Prox1基因cDNA的克隆及其在眼睛发育中的表达分析

脊椎动物的Prox1基因，与果蝇的转录因子prospero同源。为了探讨Prox1基因在金鱼眼睛发生过程中的表达图式，我们从金鱼眼睛SMART库中克隆了Prox1 cDNA。它全长共2 851bp，编码739个氨基酸。组织分布研究表明，Prox1主要分布于眼、脑、心、肝、脾和肾中。整体原位杂交显示，Prox1 mRNA首先是在晶体期的晶体原基中有转录，心跳期则在未成熟晶体的细胞中和视网膜的幼芽区可以检测到。晶体纤维形成后，它主要定位于视纤维层和内网织细胞层。免疫组化显示，心跳期Prox1蛋白的定位与mRNA相同，晶体纤维形成以后，Prox1蛋白主要定位在晶体上皮细胞内侧的晶体纤维上一个环状区域，与Prox1 mRNA的定位不同。这说明，Prox1 基因在晶体发生过程中有重要作用，且在晶体的不同发育时期起的作用可能有所不同。另外，Prox1在晶体发育过程中有一个从内向外的变化过程。     

PEPCK-Cmus转基因小鼠的表型鉴定

磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶(phosphoenolpyruvate carboxykinase,PEPCK)是催化糖异生的限速酶,其在骨骼肌中表达量很低,作用尚不明确。本研究构建了在骨骼肌中特异表达PEPCK-C的转基因小鼠(PEPCK-Cmus小鼠),探讨PEPCK-C在小鼠骨骼肌中特异性表达后对运动和能量代谢的影响。结果显示,与同龄的野生型小鼠比较,PEPCK-Cmus转基因小鼠运动能力更强,胰岛素敏感性更高,血脂水平较低;骨骼肌中有明显脂肪堆积,但空腹血糖、体重、腹部脂肪体积没有差异。结果表明,PEPCK-C基因在小鼠骨骼肌中的特异性表达,提高了小鼠的运动耐力和糖平衡能力,并使血脂维持在较低水平,提示PEPCK-C基因在骨骼肌中的表达对机体的能量代谢有重要作用。     

白细胞介素-6在骨骼肌质量调节中的作用

白细胞介素-6 (interleukin-6,IL-6)是一种多效性细胞因子参与机体免疫应答，并在不同器官、组织及细胞中发挥生物调节作用。IL-6具有抗炎和促炎的双重效应，在受到病原体感染发病的初期，机体内IL-6发挥抗炎作用，其水平在机体内适度升高，抵御机体炎症、维持机体内部稳态；但IL-6大量释放可造成过度炎症，引发机体的其他病理变化。而IL-6在调控骨骼肌质量方面亦有刺激骨骼肌蛋白质合成与降解的双重效应。骨骼肌作为机体重要的运动及代谢器官，也是IL-6的关键靶向之一。一方面，IL-6在应激骨骼肌的诱导和瞬时表达通过自分泌或旁分泌作用下，参与调节肌卫星细胞增殖、分化，介导骨骼肌生成与生长；另一方面，在衰老及病理条件下，机体IL-6水平显著提高，促使肌肉萎缩，因此，骨骼肌萎缩机制亦与IL-6相关。此外，骨骼肌也可作为内分泌器官，在运动应激下分泌并释放IL-6,后者作为“运动因子”实现骨骼肌与其他器官或组织间的“crosstalk”。鉴于IL-6在机体发挥的“多面手”作用，本文综述IL-6与骨骼肌质量调控机制相关研究进展，为揭示骨骼肌应激与适应分子机制提供理论参考。     

低氧运动对Nrf2基因敲除大鼠运动能力和氧化应激的影响

Nrf2可调节多种抗氧化酶的表达,Nrf2的缺失可能影响机体的运动能力,而低氧可提高机体的抗氧化能力并改善运动能力。为了考察低氧运动对Nrf2基因敲除大鼠运动能力和氧化应激的影响,本研究分别在常氧和低氧环境(12%氧浓度)中对野生型大鼠和Nrf2敲除大鼠进行4周的跑台运动。研究显示,低氧运动可提高野生型大鼠的跑台运动力竭时间,Nrf2敲除可缩短大鼠的力竭时间;低氧运动可上调大鼠的Nrf2 m RNA表达量;Nrf2敲除明显抑制HIF-1α蛋白表达,而低氧运动可上调野生型和Nrf2敲除大鼠的HIF-1α蛋白表达;Nrf2敲除大鼠的骨骼肌ROS水平明显升高,并且低氧均可降低野生型和Nrf2敲除大鼠骨骼肌ROS水平。低氧运动可上调Nrf2敲除大鼠的CAT和GSH-PX蛋白表达。苏木精和伊红(HE)染色显示,Nrf2敲除大鼠在力竭跑台运动完成后出现更严重的骨骼肌病理改变,而低氧运动可减轻骨骼肌损伤。本研究认为,Nrf2敲除导致了大鼠骨骼肌中抗氧化酶的抑制及ROS的过量累积,从而造成了骨骼肌损伤并降低了运动能力。此外,低氧可通过上调Nrf2的表达,进而激活HIF-1α及抗氧化酶活性,从而提高运动能力,并防止骨骼肌损伤。     

核受体LXRs与骨骼肌糖脂代谢相关基因的关系

肝X受体(liver X receptors,LXRs)属孤核受体家族,LXRs参与机体的多种生理活动的调节,包括胆固醇的代谢和转运,脂肪的形成,糖类的代谢和炎症等过程.LXRs除在肝脏中大量表达外,在占成人体重40%的骨骼肌也有表达,并在机体的糖类代谢和脂类氧化方面发挥重要作用.目前LXRs参与骨骼肌糖脂代谢的作用和与此相关的基因已成为研究的热点,本文将对LXRs对骨骼肌代谢相关基因的表达调控作一综述.     

骨骼肌细胞的凋亡

细胞凋亡是受基因调控的细胞死亡方式,与机体组织的萎缩和退化关系密切,近年来有人将骨骼肌的萎缩和退化与细胞凋亡联系起来,认为细胞凋亡可能在骨骼肌萎缩和退化中发挥重要作用,本文综述了近年来对骨骼肌肌肉细胞和未分化肌细胞的凋亡及其基因调控的研究,以期进一步阐明骨骼肌萎缩和退化的发生机制,为临床上寻找延缓骨骼肌萎缩的治疗方法提供一些思路。     

AMPK与胰岛素抵抗

糖代谢是物质代谢的基础,运动中骨骼肌糖代谢水平直接影响机体运动能力。近年来研究发现,腺苷酸活化蛋白激酶(AMPK)作为能量代谢变化的感受器能够被运动中ATP/AMP的比值变化所激活,并能直接改善骨骼肌胰岛素抵抗,对机体运动能力有重要的影响。同时AMPK的长期激活可能参与了运动训练引起的胰岛素敏感性增加的调节,虽然其机制尚不清楚。本文通过文献检索法对运动中AMPK的激活机制及其在改善胰岛素抵抗过程中的作用及机制进行综述。     

骨骼肌的内分泌功能

长期以来,骨骼肌被认为是一种效应器官,接受神经和体液的调节。近年大量实验研究资料发现骨骼肌也具有分泌活性物质的功能,能表达、合成和分泌多种生物信号分子,包括调节肽、细胞因子和生长因子等,也是一种重要的内分泌器官。骨骼肌分泌的活性物质以旁分泌和／或自分泌方式调节骨骼肌的生长、代谢和运动功能;甚至以血液循环内分泌的方式调节机体远隔器官组织的功能。骨骼肌生成和分泌的活性物质在运动系统疾病和某些全身性疾病的发病中具有重要的作用。本文将对骨骼肌分泌的主要活性物质及其生理和病理生理学意义进行综述。     

低温直接作用于骨骼肌细胞并增加IL-6的表达

在环境温度降低时，骨骼肌可通过寒颤和非寒颤产热维持体温。除了神经体液调节，有研究表明脂肪细胞可直接对低温产生反应而增加产热，提示机体对寒冷刺激存在自身调节。但骨骼肌是否存在不依赖于神经体液调节机制而直接对低温起反应的自身调节还未知。瞬时受体电位通道TRPM8和TRPA1是机体感受寒冷的关键蛋白。本研究通过RT-PCR发现，小鼠骨骼肌组织及离体培养的C2C12肌管细胞可表达TRPM8。将C2C12肌管细胞置于33°C低温环境培养6 h后，转录组学表明低温可改变骨骼肌细胞众多基因表达。通过KEGG-Pathway富集分析发现，低温刺激可改变IL-17、TNFα、MAPK、FoxO、Hedgehog、Hippo、Toll-like receptor、Notch、Wnt等重要信号通路。蛋白网络互作分析显示IL-6基因是骨骼肌细胞受低温直接影响的关键基因。进一步研究发现，33°C低温环境培养可增加C2C12肌管IL-6 mRNA及蛋白质表达。本研究结果表明，骨骼肌细胞对低温刺激存在自身调节，低温可直接上调骨骼肌细胞IL-6的表达。     

肌肉生长抑制素调控动物骨骼肌生长机制的研究进展

肌肉生成抑制素（myostatin, MSTN）在动物机体骨骼肌的增殖、分化和生长中起着重要的负调控作用。MSTN基因的过表达会阻碍骨骼肌增殖分化及生长发育,而缺失或表达降低则会导致肌肉肥大,形成双肌现象（double muscle phenomenon, DMP）。MSTN能作用于多个基因及结合多种细胞因子广泛参与生理生化、物质代谢、病理调控等过程,在动物机体生长发育过程中扮演着重要的角色。本文将从MSTN基因的历史渊源、基因定位、时空表达特性、部分相关作用机制等方面进行论述,旨在对MSTN调控动物骨骼肌生长部分机制作梳理,以期为后期研究提供理论依据。     

组织器官通讯对骨骼肌发育的作用及调控机制研究进展

骨骼肌是动物机体最重要的器官之一,研究骨骼肌发育调控机制对于肌肉相关疾病的诊断以及家畜肉质的改善都有着重要意义。骨骼肌发育调控是一个复杂的过程,受到大量肌肉分泌因子和信号通路的调节。此外,为了维持体内代谢稳态并最大限度地利用能量,机体协调多个组织器官形成了复杂而又精密的代谢调控网络,对于调控骨骼肌发育也发挥着重要的作用。随着组学技术的发展,人们对于组织器官通讯的潜在机制进行了深入研究。本文综述了脂肪组织、神经组织、肠道等组织器官通讯对于骨骼肌发育的影响,以期为靶向调控骨骼肌发育提供理论基础。     

组蛋白脱乙酰酶3——糖尿病相关表观遗传调控子

<正>二型糖尿病(T2DM),表现为胰岛素抵抗,及糖脂氨基酸代谢紊乱,并以三多一少,即多食、多尿、多饮、体重减少为临床症状。运动疗法,是二型糖尿病重要临床辅助疗法;骨骼肌是机体运动及葡萄糖利用重要器官,因此,成为糖尿病防治关键靶点,是医学界研究热点。最近研究证实,表观遗传学因素密切参与骨骼肌细胞的糖脂代谢及氨基酸代谢调控过程。美国休斯敦贝勒医学院的Sungguan Hong等研究人员发现:组蛋白脱乙酰酶3(HDAC3),可在骨骼肌细胞,以基因组表观修饰方式,优     

MicroRNA调控哺乳动物骨骼肌发育

MicroRNA (miRNA)是一类长度大约为22 bp的小分子非编码RNA,广泛存在于哺乳动物中,部分miRNA表达具有时空和组织特异性。哺乳动物中miRNA主要通过与靶基因3° UTR区结合抑制其翻译,调控机体生物学功能。miRNA在哺乳动物骨骼肌发育中发挥重要调节作用。哺乳动物骨骼肌发育是一个复杂的生物学过程,包括骨骼肌干细胞增殖、迁移、分化,成肌细胞增殖、分化、肌管融合,肌纤维肥大,能量代谢,纤维类型转换等。miRNA参与骨骼肌发育的各个环节,通过靶向各个时期的关键因子调控骨骼肌发育。本文对miRNA在骨骼肌发育中的调控作用进行了综述,以期为深入理解骨骼肌发育规律提供参考。     

白血病抑制因子在骨骼肌损伤与肥大中的作用及其机制

白血病抑制因子(LIF)是一种肌肉因子(myokines),在损伤骨骼肌和运动后骨骼肌中高丰度表达,它可能通过JAK2和STAT3信号通路调节肌卫星细胞和成肌细胞增殖,通过PI3K信号通路抑制成肌细胞凋亡,也可以通过LIF受体信号通路调节骨骼肌局部炎症反应,同时与多种细胞因子相互作用抑制成肌细胞过早分化,从而在骨骼肌损伤修复和骨骼肌肥大中发挥重要作用。外源性补充重组LIF可促进骨骼肌损伤修复和促进骨骼肌肥大,这具有非常重要的临床应用价值。LIF可能成为治疗急性肌肉损伤和促进骨骼肌肥大的一种新手段,有关LIF在骨骼肌方面的研究也将会成为一个新的研究热点。     

MSTN协调机体脂肪和骨骼肌细胞增殖分化及能量代谢平衡的研究

研究发现骨骼肌特异表达的分泌性蛋白MSTN除了调控骨骼肌的数量和大小,在脂肪发生以及糖、脂肪和蛋白质等的代谢调节中也具有重要作用。主要表现在MSTN使机体正常情况下肌卫星细胞和前体脂肪细胞维持基本静止状态,协调机体骨骼肌和脂肪的能量代谢平衡等方面。本文综述了MSTN协调机体脂肪和骨骼肌细胞增殖分化及能量代谢平衡的作用机制,并进一步分析了MSTN在这一过程中发挥作用的可能机制。     

运动调控昼夜节律在抗肌萎缩中的作用

随着全球老龄化进程加剧,老年人口剧增,伴随着工作和生活方式的改变,导致体育锻炼减少与生活作息不规律等问题愈发严重。这样的结果显著增加了骨骼肌萎缩的发病率,降低了老年和慢性疾病人群机体健康,影响其生活质量。与此同时,饮食不均衡和运动量降低以及激素水平波动等进一步加剧骨骼肌萎缩的发生,其病理机制主要为慢性炎症加重、线粒体功能障碍、自噬功能状态低下、细胞凋亡增加、肌卫星细胞功能受损以及昼夜节律紊乱等。其中,随着昼夜节律相关研究的深入,骨骼肌作为机体最大的外周生物钟,可通过调控昼夜节律核心基因BMAL1以及CLOCK基因,对骨骼肌纤维结构、线粒体功能、肌肉质量等产生影响。运动锻炼作为改善骨骼肌质量的重要干预策略,还可激活昼夜节律信号通路,调控其相位,进而改善肌肉再生、提高肌肉力量,发挥延缓肌萎缩作用。为此,本文从昼夜节律的角度去阐述其与肌萎缩发生以及潜在运动干预的分子机制,以期为肌萎缩的预防、治疗及康复提供新的靶向思路。     

miR-193a-5p促进人胰腺癌细胞体外迁移和侵袭作用的研究

该研究主要探讨了微小核酸mi RNA-193a-5p对人胰腺癌细胞体外迁移和侵袭的促进作用及其机制。采用miR-193a-5p模拟物及mi R-193a-5p抑制剂分别上调和下调miR-193a-5p的表达;采用细胞划痕法和Transwell小室法检测mi R-193a-5p对细胞迁移和侵袭能力的影响;采用TargetScan 7.1数据库预测miR-193a-5p的靶基因;荧光素酶报告法验证miR-193a-5p的靶基因; Western blot和实时荧光定量PCR验证其表达结果。结果表明, miR-193a-5p可显著促进细胞的迁移和侵袭能力。TargetScan 7.1软件预测, Prox1可能为mi R-193a-5p的靶基因,荧光素酶报告实验显示, miR-193a-5p靶向Prox1基因的3′UTR区。实时荧光定量PCR和Western blot结果显示, miR-193a-5p下调了Prox1的mRNA和蛋白水平的表达。研究结果揭示,在胰腺癌中高表达的miR-193a-5p通过下调Prox1,从而使胰腺癌细胞获得高的迁移和侵袭能力,促进胰腺癌的转移。