PAX7对肌肉损伤修复的重要作用.ppt

pax7对骨骼肌再生发育作用的研究 报告人 王言 pax7简介 骨骼肌损伤后的修复再生 卫星细胞 Pax7在肌肉再生修复中的重要角色 主要内容 1 2 3 4 结语与展望 pax7属于pax Pairedbox 基因家族 pax基因家族是与发育相关的转录因子 该基因家族最早发现于果蝇 是一类在进化上高度保守的基因家族 pax基因家族共包含9个成员 pax1 9 根据结构域的种类 序列相似度和功能保守性被分为4个亚基因家族 其中pax7属于亚家族III 1 pax7简介 1 1pax7蛋白结构 包含一个由128个氨基酸组成的配对框 Paireddomain PD 一个八肽结构基序 Octapeptidemotif OP 和一个同源结构域 Homeodomain HD 如图所示 PD和HD结构域都是DNA结合区 OP结构域位于二者之间 ChiandEpstein2002 1 2pax7主要功能Pax7是在卫星细胞中表达的标志性基因 肌肉卫星细胞 又称为肌肉干细胞 决定着骨骼肌的生长和再生 Pax7和MRFs 生肌决定因子 家族成员相互作用共同参与肌肉的生成和分化过程 其中 肌纤维形成过程主要包括活化 分化和融合三个阶段 LeGrandandRudnicki2007 pax7 Pax3Pax7MyodMyf5 Myod 增殖 分化 1 3pax7在肌肉中的一些相关研究 综上所述 Pax7基因对于肌肉的生成及分化都发挥着非常重要的作用 该基因的突变可能会影响其功能 进而影响动物的生长性状 2 肌肉损伤后的修复再生机械性损伤或某些疾病可以使肌肉卫星细胞激活 作为成肌前体细胞 肌卫星细胞具有增殖和自我更新能力 对损伤肌肉的修复和维持起重要作用 肌肉再生的过程如下图 卫星细胞 2 1活化的卫星细胞功能 增殖并且彼此融合形成肌管细胞 进一步成熟形成肌纤维 参与生成新的肌肉 具有自我更新能力产生新的卫星细胞 2 2骨骼肌卫星细胞自我更新的模式假说 假说一 zammit etal 2004 a 只表达Pax7的卫星细胞 b Pax7与MyoD共表达的卫星细胞 c 下调了Pax7的表达而维持了MyoD表达的卫星细胞 分化途径 自我更新途径 增殖途径 下调pax7 维持myod 下调myod 维持pax7 假说二 kuang etal 2007 a 只表达Pax7的卫星细胞 b Pax7与MyoD共表达的卫星细胞 c 下调了Pax7的表达而维持了MyoD表达的卫星细胞 d Pax7与myf5共表达的卫星细胞 增殖 假说一 是建立在对体外培养的卫星细胞观察的基础上 研究者在培养卫星细胞的时候都使用了高浓度的血清和鸡胚浸出物 因此 此模式是否适用于体内复杂的机体环境尚待进一步研究 假说二 第 过程是否存在 目前还不清楚 3 pax7在肌肉再生修复中的重要角色 正常组 突变组 胚胎期两组体重无差异 出生后突变组体重显著低于正常组 导致体重降低的一个重要因素是肌肉质量的降低 两组在不同部位肌肉的肌纤维数量无显著差异 但是突变组肌纤维中细胞核数显著低于正常组 突变组肌纤维直径 横截面积明显小于正常组 突变组肌肉质量显著低于正常组 突变组的肌纤维直径和横截面积显著降低 突变组的肌纤维中肌细胞核明显减少 揭示突变组严重缺乏供应肌细胞核的卫星细胞 Pax7并不影响胚胎期肌肉发育 但是在出生后对卫星细胞的维持有重要作用 从而影响肌肉的生长 Megeney etal 1996 Pax7基因突变的成熟个体发生肌肉萎缩和肌纤维损耗 Pax7基因突变个体随着年龄增长 2 3个月 6 7个月 其肌纤维损耗相对于正常组越来越严重 随着年龄的增长 肌肉会发生萎缩和损耗 但是伴随损伤同时也会进行修复的过程 而pax7基因异常的情况下 肌肉再生的过程完全不能跟上肌纤维损耗的速度 从而造成肌肉萎缩异常严重 CTX处理后一个月 正常组 突变组 CTX处理后一个月 心脏毒素处理一个月后的正常组肌肉 通过众多中央核的更新再生为新的肌纤维 从而保持着肌肉整体外观的正常 突变组经过心脏毒素处理后 表现为严重的再生缺陷 处理肌纤维没有明显发育 比起正常组小很多 如上图 Pax7异常的肌肉在急性损伤后 表现出严重缺乏再生 在肌肉随年龄增长开始萎缩损耗或者受到急性损伤后 正常肌肉都能进行一定程度的修复再生 从而保持肌肉的完整性 但是pax7突变个体肌肉表现出再生的严重缺乏 在pax7突变的肌肉中缺乏功能卫星细胞 从而影响肌肉的再生修复 对Myf5 MyoD的表达有显著的影响 去除pax7表达后 细胞没有明显的增殖 Pax7对生肌调节因子有一定作用 Myf5是它直接的靶基因 缺失pax7会导致肌细胞细胞周期的停滞 从而影响肌细胞的增殖 pax7是强有力的生肌性诱导物 能使多能干细胞转变为生肌性细胞 在骨骼肌的发育和再生过程中起着至关重要的作用 pax7并不影响胚胎期的肌肉发育 但是对于卫星细胞的发育却是必需的 在卫星细胞的自我更新中也起重要作用 肌肉受损萎缩的再生 激活 增殖 分化 融合 卫星细胞 维持 pax7 4 结语与展望 国内外对于Pax7基因的研究多集中在功能上 通过各方面的研究来阐明该基因在肌肉生成 修复和自我更新中的作用 今后的研究重点将集中于pax7在肌肉形成中的作用及其机制以及其与卫星细胞的相关作用方面 因为这意味着可以利用pax7使干细胞向生肌性细胞转变 这是一种旨在显著增强肌肉再生的肌肉疾病治疗策略 Thankyou