摘要。具有特定转录活性的有效启动子在调节外源基因表达中起着显着的作用。对骨骼肌的有效启动子对骨骼肌肉的高表达能力。这对于通过结合基因编辑和传统繁殖技术的有针对性改善牲畜肉质的质量非常重要。To identify efficient promoters specific to the skeletal muscles of buffalo, in the present study, a total of 14 genes, CACNG1 , LRRC30 , CACNG6 , MYOG , VGLL2 , MYOD1 , KCNA7 , DUPD1 , PRR32 , LBX1 , IGFN1 , ACTN3 , PITX3 , and MURC , were firstly基于高通量测序数据筛选为骨骼肌肉特异性表达的基因。通过定量逆转录聚合酶链反应(RT-QPCR),在其中只有两个基因(即vgll2和cacng1)被鉴定为在buffalo的骨骼肌中特异性和有效表达。然后,通过双重荧光素酶报告基因检测系统在小鼠C2C12细胞和水牛骨骼肌细胞中评估了VGLL2和CACNG1上游推定的启动子区域的不同截短片段的转录活性。结果,VGLL2和CACNG1的核心启动子均被鉴定为在骨骼肌组织中具有特定和有效的转录活性,而VGLL2核心启动子的转录活性更为有效。这些结果为水牛和其他牲畜动物的肉质质量有针对性改善提供了重要的信息。
Zip13的丧失导致Ehlers-Danlos综合征脊柱发育异常3型,涉及结缔组织发育不良,与肌肉强度降低相关。然而,Zip13在骨骼肌稳态中的作用,特别是在调节肌肉卫星细胞(MUSC)的情况下,仍然了解不足。在这项研究中,我们研究了Zip13-Knockout(KO)小鼠,发现Zip13-KO小鼠的MUSC降低,其中静止和激活的相位平衡被中断。为了阐明MUSC中Zip13表达的生理作用和动力学,我们生成了编码Zip13基因座GFP的Zip13-GFP敲入(KI)小鼠,这表明ZIP13有助于Quiescent和激活MUSC及其功能的相位平衡调节。的确,Zip13-KO小鼠从骨骼肌损伤中表现出延迟恢复,表明Zip13需要适当的骨骼肌再生。此外,在纯合Zip13-GFP Ki小鼠的MUSC中,GFP表达降低,其完整的Zip13表达受到干扰,这表明存在正反馈机制以维持Zip13表达。总的来说,我们的结果表明,Zip13可能通过自动调节Zip13表达来控制MUSC的静止/激活相平衡,从而积极参与骨骼肌肉再生,而新生成的Zip13-GFP Ki小鼠将有助于研究Zip13-3-3-GFP Ki小鼠的Zip13-3-3-3-3-3-epressects expecters表达细胞。
常染色体隐性肢带型肌营养不良症 21 (LGMDR21) 是由蛋白质 O-葡萄糖基转移酶 1 (POGLUT1) 的致病变异引起的,该酶负责对 50 种哺乳动物蛋白质(包括 Notch 受体)中发现的特定表皮生长因子 (EGF) 重复序列进行 O-糖基化。先前的患者活检数据表明,Notch 信号传导受损、肌肉干细胞减少和分化加速可能与疾病病因有关。使用患者诱导的多能干细胞 (iPSC)、其校正同种型和对照 iPSC,基因表达谱分析表明 POGLUT1、NOTCH、肌肉发育、细胞外基质 (ECM)、细胞粘附和迁移的失调是相关通路。它们还表现出体外 POGLUT1 酶活性和 NOTCH 信号传导降低以及肌肉生成、增殖、迁移和分化缺陷。此外,体内研究表明植入、肌肉干细胞形成、PAX7 表达和维持显著减少,同时间质中错误定位的 PAX7 + 细胞百分比增加。使用 CRISPR-Cas9 切口酶对患者 iPSC 进行基因校正可挽救主要的体外和体内表型。这些结果证明了 iPSC 和基因校正在疾病建模和表型挽救中的功效,并提供了肌肉干细胞生态位定位、PAX7 表达和细胞迁移作为 LGMDR21 的可能机制参与的证据。
婴儿型庞贝病 (IOPD) 是由溶酶体酸性 α-葡萄糖苷酶 ( Gaa ) 突变引起的,表现为快速进展的致命性心脏和骨骼肌病,而合成的 GAA 静脉输注不能完全缓解这种症状。目前可用的小鼠模型不能完全模拟人类 IOPD,而是表现出骨骼肌病和晚发型肥厚性心肌病。由于该模型带有 Cre-LoxP 诱导的小鼠 Gaa 基因外显子破坏,因此也不适用于基于基因组编辑的治疗方法。我们报告了一种新型小鼠 IOPD 模型,该模型利用 CRISPR-Cas9 同源重组生成,携带直系同源 Gaa 突变 c.1826dupA (p.Y609 * ),从而导致人类 IOPD,并早期出现严重肥厚性心肌病。我们证明了使用单链寡核苷酸供体的双 sgRNA 方法对 Gaa c.1826 基因座具有高度特异性,并且没有基因组脱靶效应或重排。心脏和骨骼肌缺乏 Gaa mRNA 和酶活性,并积累了高水平的糖原。小鼠表现出骨骼肌无力,但没有经历早期死亡。总之,这些结果表明 CRISPR-Cas9 产生的 Gaa c.1826dupA 小鼠模型重现了人类 IOPD 的肥厚性心肌病和骨骼肌无力,表明其可用于评估新型疗法。
divenne肌肉营养不良是由DMD基因突变引起的X连锁遗传肌肉疾病。肌营养不良蛋白稳定肌纤维的细胞膜,缺乏肌营养不良蛋白会导致骨骼肌和心脏的功能逐渐丧失,最终导致死亡。
2.1。维生素D和肌肉功能:根据Kuroda等。(14),骨骼肌是一种异常的塑料组织,可以通过适应性适应和再生来应对压力和损伤。严重的VIT D缺乏的特征是肌肉无力(15)。长期以来,众所周知,Vit D缺乏症的特征是肌肉无力。直到最近才能很好地理解vit d对骨骼肌的精确生物分子作用(16,17)。VIT D在肌肉组织上的功能是通过在肌肉细胞中发现的受体介导的,肌肉细胞可能具有非基因组和基因组作用。1,25-二羟基VIT D [1,25(OH)(2)D]与其核受体的结合启动了基因组效应,从而导致mRNA转录和随之而来的蛋白质合成。VIT D非基因组效应很快发生,并由细胞表面受体介导(18)。肌肉
我们使用GEO2R使用了微阵列数据集GSE56808(3)和GSE26276(4)对ALS患者细胞和组织的这种差异基因表达分析。GSE56808是使用Affymetrix人基因组U133加上2.0阵列技术生成的,n = 6个对照成纤维细胞,n = 6 ALS患者成纤维细胞;使用了平台GPL570。GSE26276是使用Affymetrix人基因1.0 ST阵列技术生成的,N = 3对照骨骼肌和n = 3 ALS患者骨骼肌;使用了平台GPL6244。P值调整的Benjamini -Hochberg方法用于对差异表达进行排名,但原始的P值用于评估全局差异表达的统计显着性。对数字转换,并使用了NCBI生成的平台注释类别。使用两尾t检验进行了统计检验,以评估患者和对照成纤维细胞之间的AHNAK表达是否显着差异。
亨廷顿氏病(HD)主要影响大脑,导致混合运动障碍,认知能力下降和行为异常。它还引起涉及骨骼肌的外周表型。线粒体DYS功能已在HD模型的组织中报道,包括骨骼肌,以及来自HD患者的淋巴细胞和成纤维细胞浮雕。突变的亨廷顿蛋白(Muthtt)表达会损害线粒体质量控制并加速线粒体衰老。在这里,我们获得了新鲜的人类骨骼肌,这是一种有线后组织,自出生以来,在生理水平上表达突变的HTT等位基因,以及HTT CAG重复膨胀突变携带者的原代细胞系,并匹配健康的志愿者,以检查人类HD中是否存在这种线粒体表型。使用超深线粒体DNA(mtDNA)测序,我们显示了影响氧化性PHOS磷酸化的mtDNA突变的积累。组织蛋白质组学表明MTDNA维持的障碍,线粒体生物发生的增加,氧化磷酸化效率较低(较低的复合物I和IV活性)。在全长muthtt中表明了原代人细胞系,裂变诱导的线粒体应激导致正常的线粒体。相比之下,高水平的N末端Muthtt片段的Ex压缩促进了线粒体裂变,导致线粒体裂变较慢,动态线粒体较低。由于体细胞核HTT CAG不稳定性引起的高水平Muthtt片段的表达会影响线粒体网络动力学和线粒体,从而导致致病性mtDNA突变。我们表明,突变体HTT的终生表达引起的线粒体表型,指示新鲜的有丝分裂后人类骨骼肌的mtDNA不稳定性。因此,基因组不稳定性可能不限于核DNA,在核DNA中,它会导致在诸如纹状体神经元之类的特别脆弱细胞中HTT CAG重复长度的体细胞扩张。除了针对因果突变的努力外,促进线粒体健康可能是治疗HD等DNA不稳定性疾病的互补性层次。