中國農大新聞網訊 近日，中國農業(yè)大學動物科學技術學院尹靖東教授課題組在國際權威期刊《科學》雜志旗下期刊《科學-進展》（Science Advances）上在線發(fā)表了題為《CLIC5通過BGN介導的典型Wnt/β-catenin信號通路促進成肌細胞分化和骨骼肌再生》（CLIC5 promotes myoblast differentiation and skeletal muscle regeneration via the BGN-mediated canonical Wnt/β-catenin signaling pathway）的研究論文。該研究利用基因編輯的體內和體外模型發(fā)現并證明了CLIC5能夠維持骨骼肌衛(wèi)星細胞池，通過與雙糖鏈蛋白聚糖BGN結合激活了典型Wnt/β-catenin信號通路，促進成肌細胞分化。研究揭示了CLIC5在骨骼肌發(fā)育和再生中的關鍵作用，為改善骨骼肌功能提供了新思路，為提高優(yōu)質豬肉生產效率提供了新的靶點。
骨骼肌是機體最大的能量利用組織，其健康與發(fā)達的生理機能對于個體的運動性能和代謝健康至關重要。在畜牧業(yè)生產中，骨骼肌是畜禽提供高品質肉的主要載體。尹靖東教授課題組最早在研究我國地方豬肌內脂肪含量特異性沉積的過程中，鑒定并揭示了胞內氯離子通道家族成員CLIC5（Chloride intracellular channel 5）在骨骼肌中成肌-成脂平衡中發(fā)揮著促進成肌分化、抑制成脂分化的新功能，但其調節(jié)機制尚不清楚。
本研究利用小鼠模型在體內解析了CLIC5對肌肉發(fā)育的影響和細胞學機制，發(fā)現骨骼肌特異性敲除CLIC5顯著降低了小鼠出生后的體重和肌肉重量，減少了骨骼肌衛(wèi)星細胞的數量，延遲了衛(wèi)星細胞的分化進程。為了深入探究CLIC5調控成肌細胞分化的機制，研究人員開展了CLIC5的沉默/抑制、過表達和敲除遺傳調控實驗，發(fā)現CLIC5抑制成肌細胞增殖，結合RNA-Seq發(fā)現并驗證了CLIC5通過激活典型Wnt/β-catenin信號通路促進成肌分化和肌管形成。研究人員利用Co-IP、基因編輯技術進一步揭示CLIC5激活Wnt/β-catenin信號通路的途徑，發(fā)現了CLIC5通過其跨膜區(qū)（C端1-105氨基酸）與BGN結合，進而激活了Wnt/β-catenin信號的調控網絡。
在此基礎上，本研究在體內進一步驗證了CLIC5發(fā)揮作用的調控網絡。在注射心臟毒素Cardiotoxin構建的肌肉損傷模型的體內實驗中，進一步證實了骨骼肌敲除CLIC5會顯著降低衛(wèi)星細胞標志性蛋白Pax7的表達水平，同樣抑制BGN-Wnt/β-catenin信號通路，延遲小鼠肌肉的修復過程，而腺相關病毒介導的CLIC5過表達則顯著改善了骨骼肌的修復能力。
本研究闡釋了CLIC5在骨骼肌發(fā)育和再生中的重要作用，為豬骨骼肌發(fā)育、提高優(yōu)質豬肉的生產效率提供了重要的調控靶點和理論依據；為以CLIC5調節(jié)肌肉衛(wèi)星細胞池及其分化節(jié)奏功能為基礎，為外界環(huán)境刺激、衰老等導致的肌肉損傷后的再生治療提供了潛在策略。
中國農業(yè)大學為該研究工作的第一完成單位，張鑫副教授、博士生何琳娟和王黎琦博士（已畢業(yè)， 現工作于中國生物技術發(fā)展中心）為共同第一作者，尹靖東教授為通訊作者，趙興波教授對本研究給予了大力支持。已畢業(yè)博士王宇波、博士后閆恩法以及在讀研究生萬波揚、曾秋羽等也參與了本研究工作。研究獲得了“十四五”國家重點研發(fā)計劃課題（2021YFF1000603）、國家自然科學基金重大項目（31790412）和面上項目（32372898）和中國農業(yè)大學2115人才培育計劃的資助。
原文鏈接：https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adq6795
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