miR-378转基因小鼠骨骼肌组织的代谢表型分析

骨骼肌是机体最大的代谢器官,对机体代谢稳态有重要调控功能。该课题组前期工作发现miR-378可以调控机体能量代谢稳态,为探究过表达miR-378对骨骼肌组织代谢的影响,该研究利用核磁共振技术系统分析了miR-378转基因小鼠及同窝的野生型对照小鼠骨骼肌组织的代谢谱差异。研究结果显示, miR-378对骨骼肌代谢有重要调控功能,过表达miR-378使骨骼肌组织肌酸、氨基酸代谢物(谷氨酸、谷氨酰胺)及核酸代谢物(次黄嘌呤)增多,而乳酸、磷酸肌酸、甘油等代谢产物明显减少,提示miR-378转基因小鼠骨骼肌处于能量匮乏状态。进一步对AMPK信号通路相关蛋白的分析表明,miR-378转基因小鼠骨骼肌组织AMPKa及ACC磷酸化水平增加, AMPKa的激活进一步支持miR-378过表达导致骨骼肌组织能量不足。以上结果提示, miR-378对骨骼肌组织代谢有重要调控功能。     

骨骼肌组织来源的外泌体促进骨骼肌干细胞增殖并抑制其分化

骨骼肌干细胞(又称为肌卫星细胞)位于肌纤维膜与基底膜之间。肌纤维分泌各种细胞因子到骨骼肌干细胞微环境中,进而调节肌卫星细胞的功能。最近的研究发现,骨骼肌来源的外泌体以内分泌方式影响其他组织的功能,但是,骨骼肌组织分泌的外泌体是否以旁分泌的方式调控肌卫星细胞的功能,目前并不清楚。该研究发现,骨骼肌来源的外泌体能够显著促进肌卫星细胞增殖、抑制其分化,这为揭示外泌体介导的骨骼肌组织微环境调控肌卫星细胞功能提供了实验证据。     

miR-378转基因小鼠脂肪组织的代谢表型分析

microRNA是一类小分子非编码RNA,参与调控多种生物学过程。该研究组前期工作中揭示了microRNA-378(miR-378)在脂肪组织中通过靶向硬脂酰CoA去饱和酶1(stearoyl-CoA desaturase 1, Scd1)调控脂分解。为了系统明确在脂肪组织中miR-378调控的代谢通路,该研究采用核磁共振技术分析了miR-378转基因小鼠和同窝野生型对照小鼠脂肪组织的代谢组差异。两种脂肪组织三个不同部位(棕色脂肪BAT、附睾旁白色脂肪gWAT、皮下白色脂肪iWAT)的代谢组学分析结果显示:miR-378转基因小鼠BAT中甘油磷酸胆碱、胆碱、丙二酸等代谢物含量更高;而gWAT脂肪组织中牛磺酸、丙二酸、次黄苷等代谢物含量更高; iWAT脂肪组织中牛磺酸、甘氨酸、谷氨酸、丙二酸等代谢物含量较高,而脂质、腺嘌呤核苷(adenine nucleoside, AMP)、二磷酸核苷(nucleoside diphosphate, ADP)及三磷酸核苷(nucleoside triphosphate, ATP)等代谢物含量较低。总体上, miR-378转基因小鼠脂肪组织中脂质含量减少,脂质分解作用及氨基酸代谢增强,整个机体的能量代谢增强。该研究结果揭示了miR-378对脂肪组织代谢具有重要调控作用。