Kirrel2和KirrelA在小鼠骨骼肌成肌细胞分化融合中的作用和机制研究
发布时间：2021-12-31 17:14
骨骼肌形成在多种生物生命的多个阶段中发生,包括胚胎发育以及成年动物骨骼肌损伤后修复。骨骼肌形成的关键事件是成肌细胞相互融合生成新的多核肌纤维,或与现有肌纤维融合从而使肌核的数量进一步增加肌肉生长。细胞融合是一个复杂的过程,需要进行细胞识别、粘附、细胞信号传导、细胞骨架改变和膜重排。成肌细胞融合是细胞融合的一个特殊类型。通过对果蝇胚胎的研究,发现创始细胞（FC）的跨膜蛋白Rst/Kirre和有融合能力的成肌细胞（FCMs）的跨膜蛋白Sns促进两种细胞相互融合。其中Rst/Kirre和Sns的脊椎动物同源物分别是Kirrel和Nephrin。前期研究证明Nephrin在小鼠骨骼肌成肌细胞融合过程起关键作用。Kirrel基因家族包括Kirrel1、Kirrel2和Kirrel3。前期实验发现Kirrel A（Kirrel1的亚型）在成肌细胞融合过程中起作用。而Kirrel2的相关研究主要集中于肾脏和脑,在骨骼肌中未见报道。因此本文将探究Kirrel2对小鼠骨骼肌成肌细胞分化及融合的影响。并在前期实验基础上,进一步研究敲低Kirrel A抑制成肌细胞融合的机制。研究目的1.Kirrel2在小鼠...
【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】：67 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
肌肉结构[4]
第1章文献综述41.2成肌细胞融合过程成肌细胞融合是细胞融合的一种特殊类型，在骨骼肌发育与损伤后修复过程中起重要作用[29]。脊椎动物中骨骼肌的成肌细胞融合分两个阶段进行。第一阶段（Ⅰ期融合），单核成肌细胞相互融合形成新生肌管（2~4核）；第二阶段（Ⅱ期融合），是新生肌管互相融合或新生肌管与单核成肌细胞融合产生成熟肌管（≥5个核）[31,32]。图1.2成肌细胞的融合过程[33]目前，三种模式生物被用来研究成肌细胞融合：黑腹果蝇，斑马鱼和小鼠[34]。迄今为止，我们了解的许多知识来自果蝇研究。果蝇由于其易于操作的遗传学基础和能筛选影响融合突变的基因，作为胚胎成肌细胞研究的理想模型。与脊椎动物一样，成肌细胞融合是果蝇骨骼肌发育和损伤后修复过程中不可或缺的一步。成肌细胞融合是个高度调控的过程，涉及多个步骤。首先细胞从细胞周期中退出，细胞迁移，两个单核成肌细胞通过CAM相互识别，细胞膜黏附，然后打开融合孔进行细胞质的材料交换，最终形成一个多核肌纤维[35]。在果蝇胚胎中，成肌细胞融合发生在FC和FCMs两种类型的肌细胞中，随后所得的融合体和其他FCMs之间进行多轮融合[36]。这两种细胞之间的识别和粘附由免疫球蛋白超家族（IgSF）中Ig区域的分子介导[37,38]。研究表明成肌细胞的迁移，依赖于跨膜蛋白：Kin-of-IrreC/Dumfounded（Kirre/Duf）、Roughest/Irregular-optic-chiasma-C（Kirre/Rst）和sticksandstones（Sns）的IgSF[39,40]。Kirre/Rst特异性地在FC中表达，它能进行功能识别并与FCMs相关联[41]。FCMs表面表达Sns以识别FC和肌管，并且FCMs可以准确地迁移到异位表达Kirre/Rst的位点，Sns对于这种行为至关重要[42,43]。融合过程中细胞的特殊变化，果蝇和脊椎动物在形态学上具有相似性[44]。
第1章文献综述8图1.5在果蝇中与成肌细胞融合相关的基因和途径[61]果蝇中Rst/Kirre的脊椎动物同源物是Kirrel基因家族，果蝇中SnS脊椎动物中的同系物是Nephrin，两者分别是是两种模型系统中参与融合的粘附分子[62]。且Nephrin和Kirrel家族蛋白都属于细胞粘附受体的IgSF，并在肾小球足细胞中表达。在患有获得性蛋白尿病的人Nephrin和Kirrel2mRNA水平肾活检中呈正相关[41]。Nephrin和Kirrel2基因形成双向基因对，并且它们共享转录调节机制[66]。Nephrin与Kirrel2之间交联作用在肾脏中研究较多，在胚胎骨骼肌发育及成年后骨骼肌损伤修复过程中未见报道。1.7本研究立题依据和研究内容果蝇中Rst/Kirre的脊椎动物同源物是Kirrel基因家族，包括Kirrel1、Kirrel2和Kirrel3。果蝇中Sns的脊椎动物的同源物是Nephrin。在果蝇模型中，FCMs缺乏Sns时，FCMs不能成功迁移到FCs或新生肌管处与之进行融合。在果蝇模型中发生成肌细胞融合时，Sns在融合肌细胞的细胞膜上和IgSF的成员Kirre反式共定位。以此推测，在脊椎动物中，Kirrel与Nephrin在成肌细胞分化及融合过程中可能存在交联作用。目前，尚未发现相关研究。本实验的主要目的是研究Kirrel2对骨骼肌成肌细胞分化及融合的影响。主要是通过Kirrel2在小鼠骨骼肌成肌细胞C2C12分化融合过程中及体内小鼠肌肉损伤重建过程中mRNA的表达变化来探讨Kirrel2是否参与成肌细胞分化融合及肌肉损伤重建过程。我们的前期实验证明Kirrel2在骨骼肌的含量较低，因此通过在小鼠骨骼
【参考文献】：
期刊论文
[1]Treatment strategy for gastric non-invasive intraepithelial neoplasia diagnosed by endoscopic biopsy[J]. Tsutomu Nishida,Shusaku Tsutsui,Motohiko Kato,Takuya Inoue,Shunsuke Yamamoto,Yoshito Hayashi,Tomofumi Akasaka,Takuya Yamada,Shinichiro Shinzaki,Hideki Iijima,Masahiko Tsujii,Tetsuo Takehara. World Journal of Gastrointestinal Pathophysiology. 2011(06)
博士论文
[1]AMPKα亚基对小鼠骨骼肌生长发育及宰后糖酵解过程的影响[D]. 梁俊芳.内蒙古农业大学 2013
硕士论文
[1]Kirrel1蛋白对骨骼肌成肌细胞分化及融合的影响[D]. 尹翠翠.吉林大学 2019
本文编号：3560654
【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】：67 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
肌肉结构[4]
第1章文献综述41.2成肌细胞融合过程成肌细胞融合是细胞融合的一种特殊类型，在骨骼肌发育与损伤后修复过程中起重要作用[29]。脊椎动物中骨骼肌的成肌细胞融合分两个阶段进行。第一阶段（Ⅰ期融合），单核成肌细胞相互融合形成新生肌管（2~4核）；第二阶段（Ⅱ期融合），是新生肌管互相融合或新生肌管与单核成肌细胞融合产生成熟肌管（≥5个核）[31,32]。图1.2成肌细胞的融合过程[33]目前，三种模式生物被用来研究成肌细胞融合：黑腹果蝇，斑马鱼和小鼠[34]。迄今为止，我们了解的许多知识来自果蝇研究。果蝇由于其易于操作的遗传学基础和能筛选影响融合突变的基因，作为胚胎成肌细胞研究的理想模型。与脊椎动物一样，成肌细胞融合是果蝇骨骼肌发育和损伤后修复过程中不可或缺的一步。成肌细胞融合是个高度调控的过程，涉及多个步骤。首先细胞从细胞周期中退出，细胞迁移，两个单核成肌细胞通过CAM相互识别，细胞膜黏附，然后打开融合孔进行细胞质的材料交换，最终形成一个多核肌纤维[35]。在果蝇胚胎中，成肌细胞融合发生在FC和FCMs两种类型的肌细胞中，随后所得的融合体和其他FCMs之间进行多轮融合[36]。这两种细胞之间的识别和粘附由免疫球蛋白超家族（IgSF）中Ig区域的分子介导[37,38]。研究表明成肌细胞的迁移，依赖于跨膜蛋白：Kin-of-IrreC/Dumfounded（Kirre/Duf）、Roughest/Irregular-optic-chiasma-C（Kirre/Rst）和sticksandstones（Sns）的IgSF[39,40]。Kirre/Rst特异性地在FC中表达，它能进行功能识别并与FCMs相关联[41]。FCMs表面表达Sns以识别FC和肌管，并且FCMs可以准确地迁移到异位表达Kirre/Rst的位点，Sns对于这种行为至关重要[42,43]。融合过程中细胞的特殊变化，果蝇和脊椎动物在形态学上具有相似性[44]。
第1章文献综述8图1.5在果蝇中与成肌细胞融合相关的基因和途径[61]果蝇中Rst/Kirre的脊椎动物同源物是Kirrel基因家族，果蝇中SnS脊椎动物中的同系物是Nephrin，两者分别是是两种模型系统中参与融合的粘附分子[62]。且Nephrin和Kirrel家族蛋白都属于细胞粘附受体的IgSF，并在肾小球足细胞中表达。在患有获得性蛋白尿病的人Nephrin和Kirrel2mRNA水平肾活检中呈正相关[41]。Nephrin和Kirrel2基因形成双向基因对，并且它们共享转录调节机制[66]。Nephrin与Kirrel2之间交联作用在肾脏中研究较多，在胚胎骨骼肌发育及成年后骨骼肌损伤修复过程中未见报道。1.7本研究立题依据和研究内容果蝇中Rst/Kirre的脊椎动物同源物是Kirrel基因家族，包括Kirrel1、Kirrel2和Kirrel3。果蝇中Sns的脊椎动物的同源物是Nephrin。在果蝇模型中，FCMs缺乏Sns时，FCMs不能成功迁移到FCs或新生肌管处与之进行融合。在果蝇模型中发生成肌细胞融合时，Sns在融合肌细胞的细胞膜上和IgSF的成员Kirre反式共定位。以此推测，在脊椎动物中，Kirrel与Nephrin在成肌细胞分化及融合过程中可能存在交联作用。目前，尚未发现相关研究。本实验的主要目的是研究Kirrel2对骨骼肌成肌细胞分化及融合的影响。主要是通过Kirrel2在小鼠骨骼肌成肌细胞C2C12分化融合过程中及体内小鼠肌肉损伤重建过程中mRNA的表达变化来探讨Kirrel2是否参与成肌细胞分化融合及肌肉损伤重建过程。我们的前期实验证明Kirrel2在骨骼肌的含量较低，因此通过在小鼠骨骼
【参考文献】：
期刊论文
[1]Treatment strategy for gastric non-invasive intraepithelial neoplasia diagnosed by endoscopic biopsy[J]. Tsutomu Nishida,Shusaku Tsutsui,Motohiko Kato,Takuya Inoue,Shunsuke Yamamoto,Yoshito Hayashi,Tomofumi Akasaka,Takuya Yamada,Shinichiro Shinzaki,Hideki Iijima,Masahiko Tsujii,Tetsuo Takehara. World Journal of Gastrointestinal Pathophysiology. 2011(06)
博士论文
[1]AMPKα亚基对小鼠骨骼肌生长发育及宰后糖酵解过程的影响[D]. 梁俊芳.内蒙古农业大学 2013
硕士论文
[1]Kirrel1蛋白对骨骼肌成肌细胞分化及融合的影响[D]. 尹翠翠.吉林大学 2019
本文编号：3560654
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