IGF-1通过SRF结合位点调节SMYD1在C2C12细胞中的表达

SMYD1是组蛋白甲基转移酶,在骨骼肌和心肌中特异表达,是调节心肌和骨骼肌发育的关键因子.虽然SMYD1的生物学功能比较清楚,但细胞外因子调节SMYD1基因表达的机制还没有报导.IGF-1能促进心肌和骨骼肌的发育、加速肌肉的损伤修复过程.通过Western印迹发现,在用IGF-1处理的C2C12细胞中,SMYD1的表达水平随处理时间逐步升高,SRF蛋白和Myogenin的表达也呈现类似的趋势.通过构建不同长度的SMYD1基因启动子荧光素酶报告基因载体,发现SMYD1基因启动子上IGF-1的应答区域位于-620～-110 bp;EMSA实验表明,SRF结合在SMYD1启动子的CArG位点,而IGF-1则能促进SRF与SMYD1启动子的结合;若将启动子上的CArG元件突变,IGF-1对SMYD1启动子的激活效应被削弱.可见IGF-1能够上调SMYD1在C2C12细胞中的表达,并且这种调控作用是部分通过调节SRF与SMYD1启动子上CArG位点的结合而实现的.此外,通过荧光素酶报告基因分析,发现SMYD1能够激活肌肉标志因子肌肉肌酸激酶(MCK)基因活性,而且与MyoD基因存在协同激活效应.因此,SMYD1可能是IGF-1的下游靶基因,SMYD1可能通过与MyoD协同作用,促进肌肉的分化。     

人类新基因ZNF418的研究初报

根据计算机克隆的ZNF418基因序列设计引物,从人类胚胎心脏文库中克隆了一个人类新KRAB/C2H2型锌指基因,经国际基因命名委员会批准命名为ZNF418。该基因位于染色体19 q13.43,编码蛋白由676个氨基酸残基组成的、含有1个KRAB框和17个连续排列的C2H2型锌指的蛋白质。Northern杂交的结果表明该基因在多种成人组织中表达;亚细胞定位研究证明ZNF418蛋白主要分布在胞核中。这些结果提示该基因编码一种潜在的转录因子。     

一个与小鼠锌指蛋白基因ZF-12相关的假基因的克隆和鉴定

小鼠类Krüppel锌指蛋白基因ZF-12为人的类Krüppel锌指蛋白基因ZNF191的同源基因,它们都编码368个氨基酸残基,N端存在SCAN结构域,C端有4个连续的锌指模体,最近的研究表明ZNF191是肝癌发生的相关基因。我们以人锌指蛋白基因ZNF191的cDNA为探针,筛选小鼠λ噬菌体基因组文库,意外地获得了1个与小鼠锌指蛋白基因ZF-12相类似的基因,多种组织的RT-PCR和启动子序列分析,暗示该基因不表达,且该基因无内含子,与ZF-12高度相似,存在突变,暗示其为与ZF-12相关的假基因序列,经查新证实它为新的序列后,以ZF12p(ZF-12 pseudogene)命名在GenBank登录(AY040222)。查寻GenBank的人类基因组库以及Southern结果显示人类基因组中无ZNF191假基因序列。ZF12p与ZF-12高度相似,暗示ZF12p在进化过程中产生的时间较晚,这对研究锌指蛋白基因ZF-12的突变与进化具有重要的意义。     

一个与小鼠锌指蛋白基因ZF—12相关的假基因的克隆和鉴定

小鼠类Krueppel锌指蛋白基因ZF-12为人的类Krueppel锌指蛋白基因ZNF191的同源基因,它们都编码368个氨基酸残基,N端存在SCAN结构域,C端有4个连续的锌指模体,最近的研究表明ZNF191是肝癌发生的相关基因,我们以人锌指蛋白基因ZNF191的vDNA为探针,筛选小鼠λ噬菌体基因组文库,意外地获得了1个与小鼠锌指蛋白基因ZF-12相类似的基因,多种组织的RT-PCR和启动子序列分析,暗示该基因不表达,且该基因无内含子,与ZF-12高度相似,存在突变,暗示其为与ZF-12相关的假基因序列,经查新证实它为新的序列后,以ZF12p（ZF-12pseudogene)命名在GenBank登录（AY040222）。查录GenBank的人类基因组库以及Southern结果显示人类基因组中无ZNF191假基因序列,ZF12p与ZF-12高度相似,暗示ZF12p在进化过程中产生的时间较晚,这对研究锌指蛋白基因ZF-12的突变与进化具有重要的意义。     

人类锌指结构新基因ZNF18的克隆和表达谱分析

在很多转录因子中发现的锌指结构,被认为在人类心脏的发育和相关疾病的发生过程中发挥重要的作用。本文报道了克隆和表达分析人类新的锌指蛋白基因ZNF18。该基因cDNA长2 767 bp,编码一个有549个氨基酸的蛋白,这一蛋白含有一个SCAN结构域,一个KRAB结构域和5个连续的C2H2型锌指结构域。ZNF18蛋白与小鼠Zfp535有77％的同源性。ZNF18基因定位于人染色体17p12~p13,包含9个外显子和8个内含子。以ZNF18全长编码区为探针进行Northern杂交,结果显示ZNF18在成体小鼠各组织中广泛表达,但在心脏中低丰度表达。整体原位杂交结果显示,ZNF18基因在小鼠胚胎的表达有很高的动态性。ZNF18主要在E7.5小鼠胚胎的胚外组织表达,E8.5出现了胚胎躯干前端表达。ZNF18从E9.0开始在胚胎的心脏和尾部表达,尤其在E10.5胚胎的心脏高丰度表达。这提示ZNF18基因与心脏发育过程可能有密切的关系。     

人锌指蛋白ZNF256基因克隆、表达谱分析及其功能研究

人ZNF256 基因属于C2H2 型锌指蛋白家族.该家族里面的基因大部分为转录因子,它们能够促进细胞分化、参与胚胎及心脏的发育,与精子的形成有关,并且与肿瘤相关.本文采用实时定量 PCR 方法分析了ZNF256 基因在各个组织和不同细胞系中的表达情况,亚细胞定位发现 ZNF256 定位于细胞核,萤光素酶实验分析确定 ZNF256 可以抑制 AP1 的转录活性.这些研究结果为进一步研究 ZNF256 基因在疾病发生中的作用奠定了一定的基础.     

关岭牛MyoD玉基因启动子报告质粒的构建及活性验证

为了克隆关岭牛MyoD玉基因启动子并验证其启动活性,根据GenBank中牛的MyoD玉基因序列设计PCR引物,用PCR技术扩增牛MyoD玉基因的启动子,构建重组克隆载体pUCmT-MyoD玉;并通过PCR扩增、限制性酶切、测序及生物信息学分析对阳性克隆进行鉴定;构建报告质粒pGL3-MyoD玉,并将其转染小鼠C2C12、3T3-L1细胞系,检测其24 h后的双荧光素酶活性。实验结果获得了关岭牛MyoD玉基因启动子,其序列长度为993 bp,并成功构建了MyoD玉启动子报告质粒;双荧光素酶活性检测表明pGL3-MyoD玉在小鼠C2C12细胞中的表达是pGL3空载体40.65倍,在小鼠3T3-L1细胞中的表达是空载体的1.13倍,MyoD玉启动子在小鼠C2C12细胞中的表达高于3T3-L1细胞(**p<0.01)。结果表明关岭牛MyoD玉基因启动子具有启动活性,在小鼠骨骼肌细胞中特异性表达。     

KLHL31促进C2C12细胞的肌原分化

人类KLHL31基因是本实验室已克隆的基因,其蛋白质含有保守的BTB和串连重复的Kelch结构域,已有报道表明其在人类成体骨骼肌和心肌组织中特异表达。RT-PCR分析表明在C2C12细胞肌原分化过程中过表达KLHL31能够提高肌原分化标志基因MyoD与Myogenin的转录水平;荧光报告系统分析发现过表达KLHL31能够增强肌原分化相关基因MCK启动子的活性,表明KLHL31能够促进C2C12细胞的肌原分化。     

ZNF268基因启动子区的克隆及功能分析

锌指基因家族是人体中最大的基因家族,它参与细胞分化、胚胎发育,并与许多疾病的发生相关。人类ZNF268基因是一个在人胚肝中特异性表达的C2H2型锌指基因,并可能在人的早期肝脏发育中起重要作用。为了研究ZNF268基因表达调控的分子机制,以正常人总基因组为模板PCR扩增了ZNF268基因的5′调控区2533bp片段,并将此片段插入启动子缺失的EGFP(增强型绿色荧光蛋白)载体构建了重组质粒pZNF268—EGFP。用脂质体介导的方法将pZNF268—EGFP转染NIH／3T3、COS7、K562、HeLa4个细胞系。在激光共聚焦显微镜下观察绿色荧光的表达,发现在每个细胞系中,转染了重组质粒pZNF268—EGFP的细胞均有荧光表达,但其起始表达时间均晚于转染了阳性对照质粒pEGFP—C1的细胞且荧光较弱。这表明ZNF268基因的5′调控区2．5kb片段是一个有功能的启动子,但该启动子与CMV启动子相比活性较弱。选择易培养的HeLa细胞系用于缺失研究。将一系列5′端—2456bp至—20bp缺失、3′端均为 77bp的缺失片段插入启动子缺失的CAT(氯酶素酰胺转移酶)载体构建了一系列重组质粒。将这些重组质粒转染HeLa细胞系进行缺失分析,并通过共转染pCMV—Sport—βgal质粒校正转染效率。结果表明,ZNF268启动子—2456～—1639bp区域可能含有正调控元件,—1244～—1013bp和—525～—156bp区域可能含有负调控元件,ZNF268启动子激活转录的一个重要区域位于—156～—20bp。     

干扰Sirt2促进C2C12成肌细胞分化

Sirt2是组蛋白去乙酰化酶(HDAC III)家族成员之一, 对细胞周期、自噬、脂肪细胞分化、神经细胞存活等生物学过程的调节发挥重要作用. 目前,Sirt2在肌肉发育过程中的研究尚未见报道.本文通过构建Sirt2慢病毒干扰载体,侵染C2C12成肌细胞,并用细胞免疫荧光化学、real-time PCR 和Western印迹方法,检测其对成肌分化标志基因及相关信号通路因子的影响. 结果显示,干扰质粒shRNA 663处理C2C12细胞后,Sirt2 mRNA及蛋白质表达水平与对照相比显著下调(P<0.01);C2C12细胞分化第4 d,MyoD,MyoG,MyHC mRNA及蛋白质表达均显著增加(P<0.01); PI3K,AKT,FoxO1磷酸化水平明显升高. 结果表明,Sirt2可通过PI3K/AKT/FOXO1信号通路来促进成肌细胞分化,是肌生成的一个潜在调节因子.     

Differential expression of myogenic determination genes in muscle cells: possible autoactivation by the Myf gene products.

The development of muscle cells involves the action of myogenic determination factors. In this report, we show that human skeletal muscle tissue contains, besides the previously described Myf-5, two additional factors Myf-3 and Myf-4 which represent the human homologues of the rodent proteins MyoD1 and myogenin. The genes encoding Myf-3, Myf-4 and Myf-5 are located on human chromosomes 11, 1, and 12 respectively. Constitutive expression of a single factor is sufficient to convert mouse C3H 10T1/2 fibroblasts to phenotypically normal muscle cells. The myogenic conversion of 10T1/2 fibroblasts results in the activation of the endogenous MyoD1 and Myf-4 (myogenin) genes. This observation suggests that the expression of Myf proteins leads to positive autoregulation of the members of the Myf gene family. Individual myogenic colonies derived from MCA C115 cells (10T1/2 fibroblast transformed by methylcholanthrene) express various levels of endogenous MyoD1 mRNA ranging from nearly zero to high levels. The Myf-5 gene was generally not activated in 10T1/2 derived myogenic cell lines but was expressed in some MCA myoblasts. In primary human muscle cells Myf-3 and Myf-4 mRNA but very little Myf-5 mRNA is expressed. In mouse C2 and P2 muscle cell lines MyoD1 is abundantly synthesized together with myogenin. In contrast, the rat muscle lines L8 and L6 and the mouse BC3H1 cells express primarily myogenin and low levels of Myf-5 but no MyoD1. Myf-4 (myogenin) mRNA is present in all muscle cell lines at the onset of differentiation.(ABSTRACT TRUNCATED AT 250 WORDS)     

Glucocorticoid inhibition of C2C12 proliferation rate and differentiation capacity in relation to mRNA levels of the MRF gene family

The muscle regulatory factors (MRF) gene family regulate muscle fibre development. Several hormones and drugs also affect muscle development. Glucocorticoids are the only drugs reported to have a beneficial effect on muscle degenerative disorders. We investigated the glucocorticoid-related effects on C2C12 myoblast proliferation rate, morphological differentiation, and subsequent mRNA expression patterns of the MRF genes. C2C12 cells were incubated with the glucocorticoids dexamethasone or alpha-methyl-prednisolone. Both glucocorticoids showed comparable effects. Glucocorticoid treatment of C2C12 cells during the proliferative phase reduced the proliferation rate of the cells dose dependently, especially during the third and fourth day of culture, increased MyoD1, myf-5, and MRF4 mRNA levels, and reduced myogenin mRNA level, compared to untreated control cells. Thus, the mRNA level of proliferation-specific MyoD1 and myf-5 expression does not seem to associate with C2C12 myoblast proliferation rate. Glucocorticoid treatment of C2C12 cells during differentiation reduced the differentiation capacity dose dependently, which is accompanied by a dose dependent reduction of myogenin mRNA level, and increased MyoD1, myf-5, and MRF4 mRNA levels compared to untreated control cells. Therefore, we conclude that glucocorticoid treatment reduces differentiation of C2C12 myoblasts probably through reduction of differentiation-specific myogenin mRNA level, while inducing higher mRNA levels of proliferation-associated MRF genes.