RASSF4在骨骼肌成肌细胞分化与融合过程中的作用
发布时间：2021-03-30 13:44
背景:骨骼肌占人体体重的40%,在运动和能量代谢中发挥重要作用,是人体最重要的组织之一。骨骼肌由大量的肌纤维构成,每个多核肌纤维则是通过单核成肌细胞分化及融合而成。骨骼肌损伤后修复是通过单个肌卫星细胞（一种肌肉干细胞）激活、分化并相互融合形成新生纤维来完成的。骨骼肌的发育与损伤后修复对于生命活动的维持具有重要意义,成肌细胞融合是此过程中的重要环节。研究成肌细胞融合的机制对骨骼肌的正常发育以及损伤后修复至关重要。本研究主要通过建立动物损伤模型以及体外诱导成肌细胞融合两种方法来探究成肌细胞融合的机制。研究发现小GTP酶ARF6可以通过PLD1/PIP5K-PIP2促进成肌细胞融合。ARF6有GTP结合的激活形式和GDP结合的非激活形式两种状态,我们利用ARF6-Q67L/T44N质粒突变来模拟ARF6的两种状态,来研究ARF6在各种细胞活动中的作用机制。研究表明RASSF4可以通过ARF6-PIP5K-PIP2来调节SOCE和ER-PM的连接,他们发现RASSF4更易与ARF6-GDP形式结合。研究表明,RASSF4可以促进人骨骼肌原代细胞的肌源性分化,但其机制需要进一步研究。因此,本研究...
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：63 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
骨骼肌的基本结构（AnatomyOfSkeletalMuscleFiber-HumanAnatomyDiagram）
第一章综述2是多核细胞，其细胞核位于胞质的周边，紧贴肌膜[4]。在肌纤维胞质中有许多平行分布的肌原纤维，呈细丝状，直径1～2μm，遂又称为肌丝。肌丝规律排布形成肌节，肌节是骨骼肌收缩的基本单位[5,6]。每条肌原纤维由粗肌丝和细肌丝构成，粗肌丝是由许多肌球蛋白分子组成，分为头和杆两部分（类似关节，可以屈动）。头部规律排列形成横桥，肌球蛋白头部是一种ATPase，能与ATP结合。细肌丝是由肌动蛋白、原肌球蛋白和肌钙蛋白组成（后两者是调节蛋白）。细肌丝的肌动蛋白单体可以与粗肌丝肌球蛋白的头部结合。肌原纤维周围分布着对其收缩有重要影响的横管系统，横管系统由T小管、终池、肌浆网组成[7]。肌肉收缩产生运动的过程如图1.2，T小管和两侧终池构成三联管，主要负责接收神经冲动，然后将其传递给肌浆网（负责Ca2＋的储存、释放和再摄取），引起终池中兰尼碱受体（theryanodinereceptors）的开放，并将大量的Ca2＋释放到肌浆中[8,9]。释放到肌浆中的钙与细肌丝中的调节蛋白肌钙蛋白C结合，使原肌球蛋白发生转动，暴露了肌动蛋白和肌球蛋白的结合位点，使两者结合，肌动蛋白的头部释放出ATP，驱动其关节扭动，将肌动蛋白向肌节的暗带牵拉，遂发生收缩。收缩完毕后，肌浆内Ca2+被泵入肌浆网内，肌浆内Ca2+浓度降低，原肌球蛋白恢复覆盖肌动蛋白与肌球蛋白的结合位点，使其接触脱离，最终肌纤维舒张[6,10]。图1.2骨骼肌收缩的过程[7]
第一章综述5图1.3生肌谱系进展和关键生肌调节表达谱[38]1.2成肌细胞分化融合及相关的基因和通路哺乳动物成肌细胞融合机制的大部分数据来自体外研究，主要是使用从小鼠、大鼠或人体的肌肉中分离的原代成肌细胞，或稳定的成肌细胞系，如小鼠成肌细胞C2C12。研究表明，多核肌管经过一系列有序步骤形成：最初，成肌细胞分化为细长的肌细胞，它们彼此迁移、粘附和融合，形成含有少量细胞核的新生肌管（含有2-4核），这一过程称为初级融合；新生肌管进一步与肌细胞或其他肌管融合，以产生多核的MyHC+成熟肌管（大于等于5核），这一过程称为次级融合；肌管之间再相互融合形成多核合胞体-肌纤维[30,44]。Myosin是成熟肌管以及肌纤维中肌原纤维的重要蛋白成分，是成肌细胞分化及融合的晚期标志物。Myosin是由重链（MyHC）和轻链（MyLC）构成，肌纤维随着MyHC的特异性亚型的不同，其电生理学特性以及代谢模式也不同[45]。按肌纤维中MyHC亚型的不同，可将其分为I型、IIa型、IIb型、IIx型。I型肌纤维表达Myh7，属于慢肌纤维，是通过氧化磷酸化获取能量，含有丰富的血管系统，因此也被称为红肌；IIa型表达Myh2，其ATPase活性较高，属于快肌纤维，主要代谢方式是糖酵解，次要方式是氧化磷酸化；IIb型表达Myh4，有更高的ATPase活性，属于快肌纤维，代谢方式为糖酵解，由于其含有很少的血管，因此也被称为白肌；IIx型表达Myh1，也属于快肌纤维[46]。
本文编号：3109608
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：63 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
骨骼肌的基本结构（AnatomyOfSkeletalMuscleFiber-HumanAnatomyDiagram）
第一章综述2是多核细胞，其细胞核位于胞质的周边，紧贴肌膜[4]。在肌纤维胞质中有许多平行分布的肌原纤维，呈细丝状，直径1～2μm，遂又称为肌丝。肌丝规律排布形成肌节，肌节是骨骼肌收缩的基本单位[5,6]。每条肌原纤维由粗肌丝和细肌丝构成，粗肌丝是由许多肌球蛋白分子组成，分为头和杆两部分（类似关节，可以屈动）。头部规律排列形成横桥，肌球蛋白头部是一种ATPase，能与ATP结合。细肌丝是由肌动蛋白、原肌球蛋白和肌钙蛋白组成（后两者是调节蛋白）。细肌丝的肌动蛋白单体可以与粗肌丝肌球蛋白的头部结合。肌原纤维周围分布着对其收缩有重要影响的横管系统，横管系统由T小管、终池、肌浆网组成[7]。肌肉收缩产生运动的过程如图1.2，T小管和两侧终池构成三联管，主要负责接收神经冲动，然后将其传递给肌浆网（负责Ca2＋的储存、释放和再摄取），引起终池中兰尼碱受体（theryanodinereceptors）的开放，并将大量的Ca2＋释放到肌浆中[8,9]。释放到肌浆中的钙与细肌丝中的调节蛋白肌钙蛋白C结合，使原肌球蛋白发生转动，暴露了肌动蛋白和肌球蛋白的结合位点，使两者结合，肌动蛋白的头部释放出ATP，驱动其关节扭动，将肌动蛋白向肌节的暗带牵拉，遂发生收缩。收缩完毕后，肌浆内Ca2+被泵入肌浆网内，肌浆内Ca2+浓度降低，原肌球蛋白恢复覆盖肌动蛋白与肌球蛋白的结合位点，使其接触脱离，最终肌纤维舒张[6,10]。图1.2骨骼肌收缩的过程[7]
第一章综述5图1.3生肌谱系进展和关键生肌调节表达谱[38]1.2成肌细胞分化融合及相关的基因和通路哺乳动物成肌细胞融合机制的大部分数据来自体外研究，主要是使用从小鼠、大鼠或人体的肌肉中分离的原代成肌细胞，或稳定的成肌细胞系，如小鼠成肌细胞C2C12。研究表明，多核肌管经过一系列有序步骤形成：最初，成肌细胞分化为细长的肌细胞，它们彼此迁移、粘附和融合，形成含有少量细胞核的新生肌管（含有2-4核），这一过程称为初级融合；新生肌管进一步与肌细胞或其他肌管融合，以产生多核的MyHC+成熟肌管（大于等于5核），这一过程称为次级融合；肌管之间再相互融合形成多核合胞体-肌纤维[30,44]。Myosin是成熟肌管以及肌纤维中肌原纤维的重要蛋白成分，是成肌细胞分化及融合的晚期标志物。Myosin是由重链（MyHC）和轻链（MyLC）构成，肌纤维随着MyHC的特异性亚型的不同，其电生理学特性以及代谢模式也不同[45]。按肌纤维中MyHC亚型的不同，可将其分为I型、IIa型、IIb型、IIx型。I型肌纤维表达Myh7，属于慢肌纤维，是通过氧化磷酸化获取能量，含有丰富的血管系统，因此也被称为红肌；IIa型表达Myh2，其ATPase活性较高，属于快肌纤维，主要代谢方式是糖酵解，次要方式是氧化磷酸化；IIb型表达Myh4，有更高的ATPase活性，属于快肌纤维，代谢方式为糖酵解，由于其含有很少的血管，因此也被称为白肌；IIx型表达Myh1，也属于快肌纤维[46]。
本文编号：3109608
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