研究策略及结果
1)miR-431靶基因的确定
首先利用TargetScan和miRanda预测获得miR-431在 Pax7上的2个靶位点,并且通过对小鼠不同组织的miR-431的表达量研究,发现miR-431在骨骼肌中特异性表达,随着SCs细胞的分化,miR-431的表达水平逐渐增加,同时Pax7的表达水平下降,推测Pax7可能是miR-431的靶基因,随后作者利用荧光素酶报告载体进行分析,进一步证实miR-431直接调控靶基因Pax7。
2)miR-431—Pax7关系对如何影响成肌细胞分化
前人研究结果显示,Pax7可以调控肌细胞分化,结合以上结果,作者推测miR-431可能通过Pax7调控肌细胞分化,为了证实这个推论,作者设计了 miR-431过表达实验(其中miR-1为阳参),通过检测肌细胞分化的特异marker分子(MyoG)以及Pax7的表达量变化,确定miR- 431可通过Pax7促进肌细胞分化。
3)Pax7Lo细胞在miR-431过表达的转基因小鼠中富集
除了在细胞水平研究外,作者还同时进行了miR-431转基因小鼠分析,确定了miR-431的上调变化以及与Pax7之间的负调控关系,并通过Pax7标记、细胞分选和RT-PCR分析,发现在miR-431过表达的小鼠中,Pax7Lo细胞含量比WT小鼠中多,并且Pax7Lo细胞中Pax的表达量比Pax7Hi 细胞中低,但是miR-431表达量升高。因此,作者认为miR-431超量表达转基因小鼠是研究Pax7Lo细胞特性的潜在模型。
4)miR-431如何促进成肌肉再生
为了评估在肌肉再生过程中miR-431是如何影响SCs的激活、增值和分化,作者设计了cardiotoxin(CTX)注入损伤肌肉,之后在肌肉损伤后的再生过程中进行相关因子和指标分析,通过检测SCs激活、增值因子Pax和MyoD,成肌细胞分化因子MHC3的变化,发现在肌肉损伤后,转基因小鼠较WT小鼠快速进入肌肉再生过程,并且miR-431几乎在整个肌肉再生过程中均发挥作用。通过形态学结合分子水平分析,发现转基因小鼠的成肌细胞分化速度较WT小鼠快。
5)miR-431减弱肌肉萎缩
为了分析miR-431是否对肌肉萎缩有一定缓解作用,作者设计了WT小鼠、肌肉萎缩小鼠(mdx)和在肌肉萎缩模型上过表达miR-431的小鼠模型(mdx::miR-431),对血清肌酸激酶水平、肌肉萎缩爆发时间、Pax7/MyoD水平等指标进行检测,确定miR-431的超量表达可以在一定程度上减弱肌肉萎缩,延缓病发时间。