香港科技大学：骨骼肌干细胞活化在肌肉再生中的机制

2022-03-01 08:58:47 来源：今日健康网作者：分享：

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　　香港科技大学(HKUST)的研究人员发现，一种蛋白质在推动骨骼肌干细胞激活以修复受损肌肉方面发挥了建设性作用，为进一步研究干细胞休眠-活化转化机制和干细胞为基础的肌肉再生奠定了基础。

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骨骼肌干细胞，或卫星细胞(SCs)，是修复受损肌肉必不可少的，是治疗肌肉疾病的关键目标。在健康的未受伤的肌肉中，这些储备干细胞处于静止状态，一种休眠状态，为将来的肌肉修复保持住干细胞池。当肌肉损伤发生时，这些静止的肌肉干细胞将迅速“苏醒”，产生足够的肌肉祖细胞来建造新的肌肉。

尽管这是肌肉再生的关键步骤，但肌肉干细胞从静止到激活的转变仍然是一个难以捉摸的过程，科学家对其机制的理解和真正的静止SCs蛋白质组学特征——关于整个蛋白质组的信息——仍然有限。

最近，香港科技大学的一组科学家利用其实验室开发的整个小鼠灌注技术获得真正的静止的SCs用于低输入质谱分析，他们发现一种名为CPEB1的调节蛋白有助于重新编程SCs的翻译景致。从而促使细胞激活和增殖。

“在我们的研究中，我们发现SCs的蛋白质组和转录组在激活过程中不一致，揭示了转录后调控的存在，”该研究小组的首席研究员、香港科技大学生命科学副教授Tom Zhang教授说。“我们的分析表明，CPEB1蛋白水平在静止的SCs中较低，但在激活的SCs中上调，CPEB1的缺失延迟了SCs的激活。”

在随后的RNA免疫沉淀测序分析和CPEB1敲除蛋白组学分析中，研究人员发现，CPEB1磷酸化调节关键的肌生成因子MyoD的表达——一种参与骨骼肌发育的蛋白质——通过靶向目标RNA转录本的3'UTR内的一些序列来驱动SCs激活。

他们的发现最近发表在2022年2月17日的《自然通讯》杂志上。

“这意味着操纵CPEB1水平或磷酸化可以增加SC的增殖，产生足够的肌原性祖细胞用于肌肉修复，这可能是老年人肌肉修复的潜在治疗目标。”Zhang教授指出，随着科学家继续更全面地探索干细胞静止退出和干细胞为基础的组织修复机制，这些发现将在该领域发挥基础性作用。

该团队下一步的研究将涉及评估CPEB1敲除小鼠体内的肌肉再生，以进一步加强CPEB1在SCs介导的肌肉再生中的作用。“此外，通过高通量筛选，我们可以发现可以上调CPEB1蛋白表达以促进肌肉再生的化合物，”Zhang教授说。

CPEB1 directs muscle stem cell activation by reprogramming the translational landscape