PAX7对肌肉损伤修复的重要作用课件.ppt

1、pax7对骨骼肌再生发育作用的研究对骨骼肌再生发育作用的研究报告人：王言pax7简介骨骼肌损伤后的修复再生卫星细胞Pax7在肌肉再生修复中的重要角色主要内容：主要内容：1234结语与展望pax7属于pax（Paired box)基因家族，pax基因家族是与发育相关的转录因子，该基因家族最早发现于果蝇，是一类在进化上高度保守的基因家族。pax基因家族共包含9个成员（pax1-9），根据结构域的种类、序列相似度和功能保守性被分为4个亚基因家族，其中pax7属于亚家族III。1.pax71.pax7简介简介1.1 pax7蛋白结构：蛋白结构：包含一个由 128个氨基酸组成的配对框（Paired do

2、main,PD）、一个八肽结构基序（Octapeptide motif,OP）和一个同源结构域（Homeodomain,HD），如图所示，PD 和 HD 结构域都是 DNA 结合区，OP 结构域位于二者之间。（Chi and Epstein 2002）1.2 pax7主要功能主要功能 Pax7 是在卫星细胞中表达的标志性基因，肌肉卫星细胞，又称为肌肉干细胞，决定着骨骼肌的生长和再生。Pax7 和 MRFs（生肌决定因子）家族成员相互作用共同参与肌肉的生成和分化过程。其中，肌纤维形成过程主要包括活化、分化和融合三个阶段。（Le Grand and Rudnicki 2007）pax7Pax3Pa

3、x7MyodMyf5Myod增殖分化1.3 pax7在肌肉中的一些相关研究在肌肉中的一些相关研究作者，时间作者，时间研究成果研究成果Patrick Seale.et al.2000证明 Pax7 基因可以作为治疗肌肉发育障碍及肌肉萎缩等肌肉疾病的靶标基因Zammit.et al.2006Pax7参与骨骼肌的发育过程。体外试验证明了PAX7能促进卫星细胞的自我更新并抑制其分化，并且还发现MYOD的表达促进卫星细胞生肌分化，PAX7与MYOD相互抑制。Shihuan Kuang.et al.2006PAX7是出生后骨骼肌卫星细胞发育和分化的主要调节因子，缺失PAX7的小鼠卫星细胞明显堆积在一起，并

4、不能进行自我更新和生肌分化。作者，时间作者，时间研究成果研究成果Bhagavati.et al.2007通过RNA干扰技术敲低Pax3和 Pax7 基因的表达后，发现其下游基因 Myf5 和 MyoD 的表达均受到严重影响，进而使肌肉发育呈现畸形。Julia von Maltzahn.et al.2013表达pax7的卫星细胞对骨骼肌的更新是必不可少的。综上所述，Pax7 基因对于肌肉的生成及分化都发挥着非常重要的作用，该基因的突变可能会影响其功能，进而影响动物的生长性状。2.肌肉损伤后的修复再生肌肉损伤后的修复再生 机械性损伤或某些疾病可以使肌肉卫星细胞激活，作为成肌前体细胞，肌卫星细胞具有

5、增殖和自我更新能力，对损伤肌肉的修复和维持起重要作用。肌肉再生的过程如下图：卫星细胞2.1 活化的卫星细胞功能：活化的卫星细胞功能：.增殖并且彼此融合形成肌管细胞,进一步成熟形成肌纤维,参与生成新的肌肉；.具有自我更新能力产生新的卫星细胞。2.2 骨骼肌卫星细胞自我更新的模式假说骨骼肌卫星细胞自我更新的模式假说.假说一(zammit.et al.2004)a:只表达Pax7 的卫星细胞;b:Pax7 与 MyoD共表达的卫星细胞;c:下调了 Pax7 的表达而维持了 MyoD 表达的卫星细胞;分化途径自我更新途径增殖途径下调pax7，维持myod下调myod，维持pax7假说二(kuang.e

6、t al.2007)a:只表达Pax7 的卫星细胞;b:Pax7 与 MyoD共表达的卫星细胞;c:下调了 Pax7 的表达而维持了 MyoD 表达的卫星细胞;d:Pax7 与 myf5 共表达的卫星细胞。增殖假说一：是建立在对体外培养的卫星细胞观察的基础上,研究者在培养卫星细胞的时候都使用了高浓度的血清和鸡胚浸出物。因此,此模式是否适用于体内复杂的机体环境尚待进一步研究。假说二：第过程是否存在，目前还不清楚。3.pax7在肌肉再生修复中的重要角色在肌肉再生修复中的重要角色正常组突变组胚胎期两组体重无差异，出生后突变组体重显著低于正常组，导致体重降低的一个重要因素是肌肉质量的降低。两组在不同部

7、位肌肉的肌纤维数量无显著差异，但是突变组肌纤维中细胞核数显著低于正常组突变组肌纤维直径、横截面积明显小于正常组。突变组肌肉质量显著低于正常组突变组的肌纤维直径和横截面积显著降低突变组的肌纤维中肌细胞核明显减少揭示突变组严重缺乏供应肌细胞核的卫星细胞Pax7并不影响胚胎期肌肉发育，但是在出生后对卫星细胞的维持有重要作用，从而影响肌肉的生长。（Megeney.et al.1996)Pax7基因突变的成熟个体发生肌肉萎缩和肌纤维损耗Pax7基因突变个体随着年龄增长（2，3个月6,7个月），其肌纤维损耗相对于正常组越来越严重随着年龄的增长，肌肉会发生萎缩和损耗，但是伴随损伤同时也会进行修复的过程。而p

8、ax7基因异常的情况下，肌肉再生的过程完全不能跟上肌纤维损耗的速度，从而造成肌肉萎缩异常严重。CTX处理后一个月正常组突变组CTX处理后一个月心脏毒素处理一个月后的正常组肌肉，通过众多中央核的更新再生为新的肌纤维，从而保持着肌肉整体外观的正常。突变组经过心脏毒素处理后，表现为严重的再生缺陷。处理肌纤维没有明显发育，比起正常组小很多，如上图。Pax7异常的肌肉在急性损伤后，表现出严重缺乏再生 在肌肉随年龄增长开始萎缩损耗或者受到急性损伤后，正常肌肉都能进行一定程度的修复再生，从而保持肌肉的完整性，但是pax7突变个体肌肉表现出再生的严重缺乏。在pax7突变的肌肉中缺乏功能卫星细胞，从而影响肌肉的

9、再生修复。NoImageNoImageNoImage，对Myf5、MyoD的表达有显著的影响去除pax7表达后，细胞没有明显的增殖。Pax7对生肌调节因子有一定作用（Myf5是它直接的靶基因），缺失pax7会导致肌细胞细胞周期的停滞，从而影响肌细胞的增殖。pax7 是强有力的生肌性诱导物,能使多能干细胞转变为生肌性细胞,在骨骼肌的发育和再生过程中起着至关重要的作用。pax7 并不影响胚胎期的肌肉发育,但是对于卫星细胞的发育却是必需的，在卫星细胞的自我更新中也起重要作用。肌肉受损肌肉受损 萎缩的再萎缩的再生生激活、增殖、分化、融合卫星细胞卫星细胞维持 pax74.结语与展望结语与展望 国内外对于 Pax7 基因的研究多集中在功能上，通过各方面的研究来阐明该基因在肌肉生成、修复和自我更新中的作用。今后的研究重点将集中于 pax7 在肌肉形成中的作用及其机制以及其与卫星细胞的相关作用方面,因为这意味着可以利用 pax7 使干细胞向生肌性细胞转变,这是一种旨在显著增强肌肉再生的肌肉疾病治疗策略。Thank you!