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中国医学科学院Nature子刊:促进再生的miRNA

首页 » 研究 » 组学 2015-07-10 生物通 赞(2)
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导读
来自中国医学科学院的研究人员证实,在小鼠中一种叫做miR-431的小RNA分子可以通过靶向Pax7来促进肌肉再生,改善肌营养不良。这一重要的研究发现发布在7月7日的《自然通讯》(Nature Communications)杂志上。

来自中国医学科学院的研究人员证实,在小鼠中一种叫做miR-431的小RNA分子可以通过靶向Pax7来促进肌肉再生,改善肌营养不良。这一重要的研究发现发布在7月7日的《自然通讯》(Nature Communications)杂志上。

中国医学科学院的朱大海(Dahai Zhu)教授以及张勇(Yong Zhang)是这篇论文的共同通讯作者。朱教授的主要研究方向是从分子、细胞、组织、器官和整体水平,利用基因敲除与转基因小鼠作为模型,开展肌肉发生与代谢在发育生物学和生理学中重要功能的研究。

干细胞研究是当今医学的热点问题,尤其是肌肉干细胞因直接参与分化骨骼肌而备受世人关注。胚胎和成人体内都存在肌肉干细胞。在成人体内存在两类具有干细胞样特性的细胞:一类称为肌肉干细胞,也叫做卫星细胞;另一类称为肌源干细胞,也叫群旁细胞。后者在数量上远少于前者,卫星细胞在骨骼肌的发育和再生中发挥主要作用。

Pax基因家族为一组编码含成对结构域转录因子的发育调控基因,由9个基因组成,根据功能域结构的不同分为四组,每组成员之间在功能上都有部分重复。Pax7属于Pax基因家族的III组,是在卫星细胞中表达的标志性基因,是出生后卫星细胞发育和分化的一个主要调节因子。此外,Pax7也影响了卫星细胞的异质性,当前人们将卫星细胞分为两大亚群:Pax7Hi和Pax7Lo。但对于在肌肉生成过程中建立和维持这些细胞亚群的机制尚不是很清楚。

MicroRNAs(miRNAs)是一类长度约为22个核苷酸的非编码单链RNA分子,它能与mRNA的特定位点结合,参与转录后基因表达调控,从而抑制蛋白质的合成。近年来大量的研究证实, miRNAs在调节基因转录与表达,调控生物体正常发育等各个生理过程中扮演重要角色,同时也对人类疾病的防治以及生物进化探索有着重要意义。miRNAs的表达具有明显的组织特异性和发育阶段特异性。以往的研究已发现了一些在骨骼肌和心肌中特异表达的miRNAs。并证实miRNAs在肌肉的增殖、分化等发育过程中发挥重要的调节作用。


在这篇新文章中研究人员证实,在肌肉的发育和再生过程中一种叫做miR-431的miRNA分子,通过微调Pax7水平调节了卫星细胞的异质性。在miR-431转基因小鼠中,有着丰富的Pax7Lo细胞亚群,成肌分化增强,肌肉再生加速。值得注意的是,他们证实在杜氏肌营养不良模型鼠(mdx小鼠)中,miR-431可以减轻肌营养不良表型,因而其有可能成为一些肌肉疾病的潜在治疗靶点。此外,新研究构建的miR-431转基因小鼠为探究在肌肉发育和再生过程中Pax7Lo卫星细胞的细胞特征和生物学功能提供了一个独特的遗传模型。


作者简介:

朱大海

男,教授,1956年生,在美国北卡州立大学分子遗传学专业获博士学位,医学教育网搜集|整理在美国杜克大学医学院Howard Hughes Medical Institute做博士后研究,曾任美国国家卫生研究院(NIH)生长和发育生物学实验室助理研究员,1998年5月至1998年12月任美国北卡罗来纳州立大学助理研究教授,1999年1月至2003年1月任哈尔滨工业大学生命科学系教授和博士生导师;2003年1月至今任中国医学科学院、中国协和医科大学特聘教授。目前担任国家教育部科学技术委员会学部委员、国家自然科学基金委二审评委、863生物工程技术主题专家组成员、中国遗传学会常务理事、动物遗传学专业委员会主任委员、中国细胞学会常务理事、干细胞、细胞分化和发育生物学专业委员会副主任委员、Journal of Translational Medicine 等杂志的编委。

本实验室目前正在从分子、细胞、组织、器官和整体水平,利用基因敲除与转基因小鼠作为模型,开展肌肉发生与代谢在发育生物学和生理学中重要功能的研究,特别是糖尿病和心肌肥大发生发展的系统生物学研究。回国后的研究工作分别发表在J. Biol. Chem.,Cancer Research,Cellular Signaling, Oncogene, BMC Genomics, Cell Research, Gene, Animal Genetics,Journal of Translation Medicine等杂志上。同时,本实验室正在利用生物信息学手段对基因芯片、蛋白质组学、大规模非编码RNA的数据进行系统鉴定与分析,试图建立疾病发生发展的基因调控网络和开展相关基因的生理功能研究,为筛选可用于诊断与治疗复杂性代谢性和心肌肥大疾病的分子靶点奠定基础。

(转化医学网360zhyx.com


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