[农业]肌纤维多样性调控机制.doc

外文翻译 肌纤维多样性调控机制 摘要:成体骨骼肌由大量成束的肌纤维细胞组成。通过比较不同肌纤维的生理特性和收缩蛋白亚型表达方法可以断定在哺乳动物至少存在有三种不同类型的肌纤维。不同的骨骼肌，肌纤维组成也有广泛差异。最近的研究表明，在肌纤维发育过程中，多种机制可影响肌纤维类型的产生。肌前体细胞可依据肌球蛋白重链(MHC)分化表达的亚型分为两种。神经和环境影响决定肌纤维表达的收缩蛋白类型，这一点对MHC最为明显。其他收缩蛋白基因组最初则受MHC基因组的单独控制，其后则有一个或多个因素协调亚型基因组表达来影响发育过程，产生成体表型。肌肉基因表达研究显示，调控作用可发生在转录，转录产物选择性剪切，mRNA稳定，以及翻译过程中。目前的主要研究是阐明环境因素和功能信息是如何影响肌肉基因表达调控活动的。 关键词：骨骼肌；肌肉胚胎学；成肌细胞 1骨骼肌多样性 成熟骨骼肌的产生日益被证明是用来研究控制组织分化和成熟机制的一项引人瞩目的系统。骨骼肌作为模型系统其优势在于，体内和体外实验结果一致并且不同发育和成熟阶段特异性的分子标记范围较宽。 关于骨骼肌发育另一个至关重要的问题就是肌纤维多样性的产生机制。成熟的骨骼肌是成束的肌纤维组成的。每条肌纤维是一个多核细胞,通过肌腱滑行为骨骼肌提供独特的收缩活动。在一块肌肉中至少可以生理和生化性的鉴别到三种甚至更多类型的肌纤维[1]。其中一种类型基于收缩速率慢而得来，主要用于氧化呼吸。至少有两种类型的快收缩的肌纤维,其中一个用于糖酵解(F2B),另一个用于氧化-糖酵解 (F2A)。此外, 食肉动物的颚肌包含超高速肌纤维[2],也有报道在哺乳动物存在第三种类型的快速收缩的肌纤维[3]。不同肌肉内不同纤维类型组成因空间组织结构以及对他们对肌肉活动贡献大小各异，并且即使是特定肌肉也会因不同物种而存在差异[1)。因此,骨骼肌的发育引出以下问题：发育过程中是肌肉纤维多样性如何调控的以及进化过程中这些特定的肌肉多样性又是如何选择性改变的。 为了解释这些问题，有必要获得用来决定发展进程的代表性分子标记。初步假设,如果我们能定义了发育关键步骤中特定的调节基因，就能够理解控制这一过程的的决策机制。虽然这样的一个方法潜在要求就是无可避免的去寻求控制阀, 但是在过去的5年已经取得了相当大的进步，特别在分子水平上的定义了这一问题并且在细胞生物学水平上给出了识别特异肌纤维的方法。 2肌纤维多样性的分子基础 具有收缩性结构的组成部分是肌纤维类型最典型的代表性标记。利用不同基因产物产生收缩结构，从而反映了不同骨骼肌收缩特性的差异性[4]。8种定位良好的多基因族对肌小节（收缩单位）主要组成部分有重要作用。他们分别是肌球蛋白重链（MHC）,碱性肌球蛋白轻链（MLC）,调节MLC，肌动蛋白，原肌球蛋白（TM），肌钙蛋白亚基（TnC），抑制亚基（TnI）以及原肌球蛋白结合亚基（TnT）。除肌动蛋白外其他类型都专一为快收缩和慢收缩肌纤维编码蛋白质（见表1）。此外， MHC多基因家族编码至少三种，大概五种与不同类型成肌纤维相关的快收缩纤维亚型[5](见表1)。 表1.不同成体骨骼肌收缩蛋白亚型a 基因家族 骨骼肌 慢 快 MHC MHC S F2A，F2B，F2X，FEO，FSF Alk MLC 1Sa，1Sb 1F，3F Reg MLC 2S，2S, 2F Actin αsk αsk Tropomyosin β，αS β， αF Troponin C S F Troponin I S F Troponin T S F F2A，F2BFEO在分子基础上定义了，F2A，F2BFEO在成体肌膜外发现。F2X在抗体分析和蛋白分析基础上命名。FSF在鄂肌表达超速收缩性能和抗体分析和蛋白分析基础上命名 在所有的收缩蛋白中，大多数研究集中在MHC。 这在某种程度上反映了肌纤维收缩速率和MHC组成ATP酶活性的密切相关性[6]。表明MHC亚型表达和肌纤维生理存在直接的因果关系。针对MHC亚型特异性的抗体和DNA探针被利用来追踪肌纤维决定步骤。已经证明,成体慢型MHC的在早期胚胎中检测到，而快收缩MHC在胚胎期通常没有[7]。然而已经发现，两种MHC亚型（emb和neo）领先成体快收缩亚型表达[7]。因此,从一个胚胎学的观点来看，仅存在三种MHC标记存在(或者与成体亚型表达相关)：slow，emb以及neo. 近年来，系统性的cDNA克隆和编码所有具有收缩性的结构基因基本完成[8]。除收缩性结构外，肌浆网中Ca2-ATP酶也被产生快慢亚型的对基因族所编码[9]。由于标记的可信性，使各种各样的快收缩和慢收缩纤维标记活性化来表述肌肉发育成为可能。 3肌肉组织胚胎学 骨骼肌纤维是由暂时独立的的成肌细胞融合物构成的多核肌管构成成熟后成为肌纤维[1]。