低氧对骨骼肌成肌细胞增殖分化的影响及相关机制研究进展

骨骼肌中成肌细胞作为肌源性祖细胞具有自我更新和生成新的肌纤维的能力,而氧气水平对调节成肌细胞的肌生成能力至关重要。这篇综述中描述了低氧状态下细胞的分子调控,氧水平对成肌细胞在肌生成中的影响和骨骼肌成肌细胞增殖和分化的转录调节。本文还概述了多种信号通路在分子调控中的机制,其中Notch,Wnt信号通路是依赖于低氧诱导因子HIF-1α介导的机制;PI3K-Akt-mTOR、p38 MAPK、p53信号传导则是独立于HIF-1α在低氧下调节成肌分化的途径。因此,深入研究和进一步揭示机制中涉及的信号通路为治疗低氧对骨骼肌损伤性的疾病提供证据和参考。     

MiR-34a通过抑制Pgc-1β和线粒体生成促进小鼠骨骼肌脂肪异位沉积

过氧化物酶体增殖物激活受体γ辅激活因子-1β（peroxisome proliferative activated receptor γ coactivator 1 β,Pgc-1β）与线粒体生成相关。已有研究证明,miR-34a在肝组织脂肪异位沉积中发挥重要作用,但是否与骨骼肌的脂肪异位沉积相关尚不清楚。本研究以C57Bl/6J小鼠为研究对象,通过尾静脉注射miR-34a模拟物,探讨miR-34a过表达对小鼠骨骼肌脂肪沉积的影响。组织切片进行油红O染色及甘油三酯含量测定揭示,miR-34a过表达的小鼠骨骼肌组织中脂滴积累及甘油三酯含量显著增加。实时荧光定量PCR（qRT-PCR）显示,与对照鼠比较,miR-34a处理的小鼠骨骼肌组织中的脂肪酸合成酶(Fas）表达显著上调,而脂肪酸氧化分解相关基因产物肉毒碱棕榈酰基转移酶1α（Cpt 1α）表达显著下调,提示miR-34a调控骨骼肌内脂肪的沉积机制可能是通过促进脂肪酸生成和抑制脂肪酸分解实现的。qRT-PCR和Western印迹证明,miR-34a可抑制Pgc-1β蛋白的表达。CoxⅡ/28S比例（线粒体定量指标）测定提示,注射miR-34a模拟物导致小鼠骨骼肌线粒体数目显著下调。生物信息分析显示,Pgc-1β mRNA的3′-UTR存在 miR-34a的潜在识别位点,因此miR-34a可能通过靶向识别Pgc-1β的3′-UTR抑制Pgc-1β表达,从而抑制线粒体生成。上述结果证明,miR-34a能通过靶向抑制PGC-1β表达,抑制线粒体生成,继而减少脂肪酸氧化分解,导致骨骼肌脂肪沉积增加。此外,上调脂肪酸合成酶也可能是miR-34a导致骨骼肌脂肪沉积增加的另一原因,其作用机制需进一步研究。     

冬眠动物骨骼肌生理适应及机制的研究进展

非冬眠动物的骨骼肌在废用条件下会发生明显的萎缩。冬眠动物在历经数月的冬眠期骨骼肌废用后,仍能保持较完整的形态结构与良好的收缩功能,成为天然的抗废用性肌萎缩动物模型。探明冬眠动物骨骼肌对废用的生理适应机制,是生理生态学领域的重要课题之一。本文从形态结构、肌纤维类型和收缩功能等方面综述了冬眠动物对冬眠期骨骼肌废用状态的生理适应,并从蛋白质代谢、生长与分化的调控、代谢类型的调控、氧化应激以及线粒体结构与氧化能力等方面分析了冬眠期骨骼肌生理适应的可能机制。     

骨骼肌成体干细胞不对称分裂与骨骼肌疾病

骨骼肌是人体最大的代谢器官和分泌器官,并且具有很强的再生能力。骨骼肌成体干细胞(MuSC)在骨骼肌发育、损伤再生和稳态维持中起着不可或缺的作用。当骨骼肌受到损伤时,静息状态的MuSC会被激活,进入细胞周期,进行增殖、分化,修复损伤的肌纤维。MuSC在增殖的过程中,可以通过不对称分裂产生一个干细胞用以维持MuSC库,同时产生另外一个成肌细胞参与骨骼肌损伤修复。MuSC不对称分裂异常是导致骨骼肌疾病(杜氏肌营养不良、衰老)的原因之一。该文综述了MuSC极性建立和不对称分裂调控机制以及其对骨骼肌疾病的影响。最后,该文讨论了靶向MuSC不对称分裂以治疗骨骼肌疾病的可行性。     

雄激素对骨骼肌蛋白质代谢的调控及其机制

雄激素可调控骨骼肌蛋白质代谢,从而在肌肉质量的维持中发挥重要作用。对雄激素作用机制的研究表明,雄激素可在雄激素受体介导下,分别通过IGF-1/Akt、ERK/mTOR和GPCR等信号通路促进骨骼肌蛋白质合成,促进肌肉质量增长;当雄激素不足时,可通过泛素蛋白酶体系统、自噬和肌肉生长抑制素等途径促进骨骼肌蛋白质分解和肌肉流失。雄激素调控骨骼肌蛋白质代谢机制的阐明,将加深人们对雄激素功能及骨骼肌蛋白质代谢调控的认识,具有重要意义。     

运动训练调控细胞自噬相关机体功能的分子机制研究进展

细胞自噬是真核细胞中广泛存在的一种自我保护机制,是细胞在应激情况下通过溶酶体或液泡高度保守的降解途径将细胞内异常蛋白和细胞器降解为生物大分子,重新被细胞利用的过程。适度的运动锻炼可以诱导机体多种组织细胞自噬的激活,增强机体的活力,延缓机体的衰老。运动训练可以刺激骨骼肌细胞自噬水平上调,延缓骨骼肌衰老;运动训练作为一种机械性刺激可以通过调节心肌细胞的自噬激活调控长寿命或错误折叠心肌蛋白和受损细胞器的代谢,延缓心肌衰老;此外,细胞自噬与糖尿病、肿瘤、脑血管疾病、衰老及心脏病等密切相关,运动训练可以预防动脉粥样硬化等血管类疾病的发生,也可以通过调控细胞自噬来预防与治疗心脏病、中风、糖尿病等疾病。现主要论述细胞自噬的涵义与分类,细胞自噬不同阶段的分子机制,以及运动训练通过调控细胞自噬相关基因调控骨骼肌、心肌和自噬相关疾病的分子机制,为使用科学的运动训练方式来提高机体功能及预防和治疗疾病提供了理论依据。     

干细胞向骨骼肌细胞的诱导分化及其在治疗骨骼肌病变中的应用

随着干细胞技术、生物材料及组织工程技术的日趋发展,专家和学者的研究不仅强调对细胞生长的调控及机制,而且越来越注重其临床应用的潜能。运用组织工程和干细胞等技术重建和再生骨骼肌可以为肌肉相关疾病的治疗带来新的希望。干细胞是一类具有自我复制和多向分化潜能的细胞,在合适的培养条件或给予合适的信号时,干细胞可以分化为多种不同形态和功能的成熟细胞,也因此在骨骼肌重建和疾病治疗中得到广泛研究。该文就干细胞向骨骼肌细胞的分化及机制、干细胞作为骨骼肌组织工程的种子细胞以及在骨骼肌疾病治疗中的应用和前景作一综述。     

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。     

脂肪组织中巨噬细胞在肥胖过程中的作用及其调控机制

肥胖是一个全球性的健康问题，世界上三分之一的成年人口出现超重或肥胖现象，儿童肥胖的比例也在逐年上升。超重或肥胖会增加患严重慢性疾病的风险，例如II型糖尿病、高血压、心血管疾病和哮喘等。越来越多的证据表明，慢性炎症是肥胖的一个重要特征，持续性炎症可以导致肥胖和肥胖相关的代谢疾病。因此，肥胖现在被认为是一种与代谢紊乱相关的低度慢性炎症疾病。了解脂肪组织中免疫细胞与脂肪沉积的关系可能对开发肥胖及相关代谢疾病的治疗策略具有重要意义。巨噬细胞是脂肪组织中含量最多的免疫细胞，在炎症的诱导和消退方面发挥重要作用。本文概述了脂肪组织中巨噬细胞在肥胖过程中的响应，及巨噬细胞对脂肪细胞的调控机制进而影响肥胖的发生发展。在此基础上，总结出巨噬细胞参与肥胖调控的4条主要途径：(1)巨噬细胞通过分泌外泌体进入邻近脂肪细胞内，通过干扰PPARg或Nadk的表达，引起脂肪沉积的降低或增加；(2)巨噬细胞通过M1型和M2型之间的极化，引起脂肪沉积的变化；(3)巨噬细胞通过分泌调控因子引起脂肪组织中交感神经纤维变化，进而调控脂质沉积；(4)巨噬细胞通过捕获外源线粒体，来调控脂质沉积。巨噬细胞变化作为肥胖过程中关键事件，...     

肝脏特异性miR-122的分子生物学特性及功能

miR-122是在肝脏特异高表达的一种microRNA。研究表明：生理状态下,miR-122 在调控肝脏的细胞发育、诱导细胞分化、调节细胞代谢、参与肝细胞应急应答等生命活动过程中发挥重要作用;而在病理状态下,miR-122 与丙型肝炎病毒（HCV）和肝细胞肝癌（HCC）密切相关,可能促进HCV RNA 复制,并在HCC发生、发展过程中发挥抑癌基因样作用,可能对HCC 临床诊断和预后具有重要价值。鉴于miR-122 参与调控肝脏生理及肝脏重大疾病的发生、发展等过程,文章详细阐述并讨论miR-122 在肝脏中的生物学特性和功能,以及可能的作用机制。肝脏特异性miR-122 有可能作为治疗人类肝脏疾病的关键靶点。     

非编码RNAs对骨骼肌发育及疾病的调控作用

非编码RNAs(noncoding RNAs,ncRNAs)包括长链非编码RNAs(long noncoding RNAs,lncRNAs)和小RNAs(microRNAs,miRNAs),与成肌分化、肌纤维类型的调控和骨骼肌疾病关系密切;近期循环ncRNAs成为研究热点,可用作某些疾病的潜在血浆分子标志物,对疾病早期进行筛选。通过研究ncRNAs在骨骼肌发育中的作用及机制将会为骨骼肌疾病的治疗提供潜在靶点。     

骨骼肌质量控制信号通路

骨骼肌质量约占健康成人体重的40%。骨骼肌不仅直接参与运动,还作为分泌器官分泌多种肌肉因子影响其它器官的功能,因此骨骼肌功能的维持对机体健康具有重要意义。骨骼肌质量作为骨骼肌功能的基础,常常受到运动、疾病等多种因素的影响。如抗阻运动可引起骨骼肌细胞蛋白质合成增加,诱发肌肉肥大;而肢体废用、慢性阻塞性肺疾病、心衰、慢性肾病、恶病质、杜氏肌营养不良等疾病可导致骨骼肌细胞蛋白质合成降低或降解增强,引起肌肉萎缩。骨骼肌肥大或萎缩的过程涉及多条信号通路的改变,如IGF-1/PI3K/Akt、肌肉生长抑制素、G蛋白等介导的信号通路参与了骨骼肌肥大的调控;而泛素-蛋白酶体途径、IGF-1/Akt/FoxO、自噬-溶酶体途径、NF-κB及糖皮质激素介导的信号通路则在调节肌肉萎缩中发挥重要作用。这些信号通路在不同的条件下被激活或抑制,共同调节骨骼肌质量。本文综述骨骼肌质量控制信号通路及其主要转导机制,以加深对骨骼肌质量调控的理解与认识。     

microRNAs调控骨骼肌分化的分子机制

microRNA（miRNA）是一大类广泛存在于真核细胞当中的长度约22nt的内源性单链非编码RNA,通过与靶基因mRNA的3’非翻译区（3’untranslated region,3’UTR）结合在转录后水平调控靶基因的表达。miRNA作为调控基因表达的重要分子在骨骼肌分化调控中的作用越来越受到关注,阐明miRNA在骨骼肌增殖与分化中的作用机制具有重要的理论意义,同时也可为骨骼肌相关疾病的治疗提供新的思路。文章总结了miRNA,尤其是miR-1、miR-133和miR-206等肌肉特异性miRNA,在调控骨骼肌分化过程中作用机制的研究进展,以便于进一步工作的开展。     

骨骼肌中肌浆网/内质网钙ATP酶的功能及其作用机制

骨骼肌是机体生命活动和能量代谢的重要场所,其代谢紊乱会诱发一系列肌肉疾病。Ca²⁺作为肌肉收缩过程的重要调节器,在骨骼肌的功能行使中发挥重要作用。骨骼肌细胞中Ca²⁺浓度主要受肌浆网/内质网钙ATP酶(sarcoplasmic/endoplasmic reticulum Ca²⁺ATPase, SERCA)的调节。SERCA利用ATP水解产生的能量介导胞质Ca²⁺进入肌浆网内腔,维持胞质Ca²⁺平衡。SERCA功能的失调会引发一系列骨骼肌疾病,而SERCA活性受部分肌浆网蛋白质的调控,跨膜蛋白质PLN、SLN、MRLN、DWORF和sAnk1以及胞质蛋白质THADA和SAR,其通过磷酸化,进而调控SERCA的功能。本文对骨骼肌中SERCA的功能、调控SERCA的相关功能蛋白质的结构及其作用机制进行了总结,以期为骨骼肌相关疾病的治疗提供最新的思路和方法。     

MSTN对肥胖、糖尿病发生发展的影响和机制以及运动对MSTN的调控

肌肉生长抑制素(myostatin, MSTN)除负性调控骨骼肌质量外,还在肥胖、糖尿病的发生发展中起重要作用。肥胖和糖尿病患者的血清MSTN含量、骨骼肌MSTN水平显著增加,而降低MSTN表达水平或者抑制其活性可减少脂肪在体内的累积,延缓肥胖和糖尿病的发生发展。降低MSTN表达水平或活性延缓肥胖和糖尿病发生发展,除通过增加骨骼肌质量实现外,还可通过增加葡萄糖摄取,促进脂肪细胞发育、代谢和白色脂肪棕色化,提高瘦素敏感性,减轻炎症反应,以及提高线粒体功能等途径实现。运动也可显著降低肥胖和糖尿病患者的MSTN水平,这可能是运动减脂、改善胰岛素敏感性、预防糖尿病发生发展的重要机制之一。该文就MSTN对肥胖、糖尿病发生发展的影响和机制以及运动对其调控作一综述,这不仅为肥胖、糖尿病的预防和治疗提供了新靶点,也为运动改善肥胖和糖尿病发生发展的机制提供了新视角。     

脂肪细胞分化及其调控的研究进展

肥胖症等多种代谢疾病在全世界范围内的流行使得人们高度关注脂肪沉积调控的机制研究。在细胞水平上,脂肪组织的沉积是脂肪细胞数目增加和单个细胞体积增大的结果。其中,脂肪细胞数目由多潜能干细胞定向分化为前体脂肪细胞的程度决定,而单个细胞体积则与其分化程度和甘油三酯积累量相关。因此,揭示脂肪细胞分化的细胞和分子机制,将为上述代谢性疾病预防和治疗提供重要的理论基础。本文对脂肪细胞的起源、脂肪细胞分化的体外研究模型、脂肪细胞分化的规律和调控以及脂肪细胞分化研究中关键的问题等方面的研究成果进行总结,综述了近年来关于脂肪细胞分化及其调控的研究进展。     

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。     

miRNA和lncRNA在动物脂肪沉积中的研究进展

微小RNA(MicroRNA,miRNA)是一类由18–25个核苷酸组成的高度保守的核苷酸序列,它可以特异性结合信使RNA (mRNA)的3′-非编码区域,进而发挥降解mRNA或阻遏mRNA翻译的负调控作用。长链非编码RNA (Long non-coding RNA,lncRNA)是一类长度超过200个核苷酸、不能编码蛋白质或只能编码蛋白质微肽的核苷酸序列,它可以在表观遗传、转录水平和转录后水平调控基因表达。脂肪作为一种重要的储能物质,在调节动物体能量平衡过程中发挥着重要的作用,并与动物产肉量、肉品质等产肉性状密切相关。而脂肪功能的紊乱可导致高血脂、Ⅱ型糖尿病以及一系列心血管疾病发生,因此动物脂肪沉积的分子调控机制备受人们关注。近年来,越来越多的研究发现miRNA和lncRNA在动物脂肪沉积中发挥重要作用。文中就现阶段miRNA和lncRNA在动物脂肪沉积中的研究进展进行综述,以期为进一步揭示动物脂肪沉积的分子调控机制提供理论指导和新思路。     

脂肪含量和肥胖相关蛋白介导的mRNA m6A修饰对动物脂肪沉积的作用及其应用前景

在动物脂肪沉积过程中,前体脂肪细胞增殖、分化和脂滴甘油三酯水平的变化受到一系列转录因子和信号通路的调节。目前研究者虽对脂肪形成的转录调控机制进行了深入研究,但对转录后mRNA水平修饰的报道相对较少。甲基化转移酶、去甲基化酶和甲基化阅读蛋白共同调控的mRNA m⁶A修饰是动态可逆的且与脂肪沉积密切相关。脂肪含量和肥胖相关蛋白（fat mass and obesityassociated,FTO）作为RNA去甲基化酶,影响被修饰基因的表达,在脂肪沉积中起关键作用。文中系统分析并总结了FTO介导的mRNA m⁶A去甲基化对动物脂肪沉积的作用及分子调控机制的研究进展,提示FTO可能成为有效治疗肥胖症的靶点;还对近年来研发FTO抑制剂的情况进行了总结,并展望其在治疗肥胖症方面的研究前景。     

microRNA在衰老性肌萎缩和运动干预中的调节作用

衰老性肌萎缩症是由于衰老所致的骨骼肌质量减少及功能减退的增龄性机能退化症,运动干预是其防治的最有效措施之一。研究表明,microRNAs (miRNAs)作为基因表达的调控因子,通过调节骨骼肌发育(增殖、分化)、线粒体生物发生、蛋白质合成与降解、炎症反应和代谢途径来维持衰老骨骼肌细胞稳态。此外,运动可改变miRNAs表达水平,调节骨骼肌细胞的代谢平衡,从而改善衰老相关的骨骼肌质量、组成和功能的变化。本文综述了miRNAs在衰老性肌萎缩症中的调节机制,阐述在运动条件下miRNAs在衰老性肌萎缩症中的调控作用和分子机制,以期为预防和治疗衰老性肌萎缩症提供新的思路。