研究策略及結果
1)miR-431靶基因的確定
首先利用TargetScan和miRanda預測獲得miR-431在 Pax7上的2個靶位點,並且通過對小鼠不同組織的miR-431的表達量研究,發現miR-431在骨骼肌中特異性表達,隨著SCs細胞的分化,miR-431的表達水平逐漸增加,同時Pax7的表達水平下降,推測Pax7可能是miR-431的靶基因,隨後作者利用熒光素酶報告載體進行分析,進一步證實miR-431直接調控靶基因Pax7。
2)miR-431—Pax7關係對如何影響成肌細胞分化
前人研究結果顯示,Pax7可以調控肌細胞分化,結合以上結果,作者推測miR-431可能通過Pax7調控肌細胞分化,為了證實這個推論,作者設計了 miR-431過表達實驗(其中miR-1為陽參),通過檢測肌細胞分化的特異marker分子(MyoG)以及Pax7的表達量變化,確定miR- 431可通過Pax7促進肌細胞分化。
3)Pax7Lo細胞在miR-431過表達的轉基因小鼠中富集
除了在細胞水平研究外,作者還同時進行了miR-431轉基因小鼠分析,確定了miR-431的上調變化以及與Pax7之間的負調控關係,並通過Pax7標記、細胞分選和RT-PCR分析,發現在miR-431過表達的小鼠中,Pax7Lo細胞含量比WT小鼠中多,並且Pax7Lo細胞中Pax的表達量比Pax7Hi 細胞中低,但是miR-431表達量升高。因此,作者認為miR-431超量表達轉基因小鼠是研究Pax7Lo細胞特性的潛在模型。
4)miR-431如何促進成肌肉再生
為了評估在肌肉再生過程中miR-431是如何影響SCs的激活、增值和分化,作者設計了cardiotoxin(CTX)注入損傷肌肉,之後在肌肉損傷後的再生過程中進行相關因子和指標分析,通過檢測SCs激活、增值因子Pax和MyoD,成肌細胞分化因子MHC3的變化,發現在肌肉損傷後,轉基因小鼠較WT小鼠快速進入肌肉再生過程,並且miR-431幾乎在整個肌肉再生過程中均發揮作用。通過形態學結合分子水平分析,發現轉基因小鼠的成肌細胞分化速度較WT小鼠快。
5)miR-431減弱肌肉萎縮
為了分析miR-431是否對肌肉萎縮有一定緩解作用,作者設計了WT小鼠、肌肉萎縮小鼠(mdx)和在肌肉萎縮模型上過表達miR-431的小鼠模型(mdx::miR-431),對血清肌酸激酶水平、肌肉萎縮爆發時間、Pax7/MyoD水平等指標進行檢測,確定miR-431的超量表達可以在一定程度上減弱肌肉萎縮,延緩病發時間。