PAX7对肌肉损伤修复的重要作用
Pax3和Pax7在胚胎发育早期及神经嵴形成中的作用
doi：10.3969／j.issn.2095⁃1736.2021.02.100Pax3和Pax7在胚胎发育早期及神经嵴形成中的作用李云晓1，杨慈清1，3，林俊堂2，3（1.新乡医学院生命科学技术学院，新乡453003；2.河南省干细胞与治疗工程研究中心，新乡453003；3.河南省医用组织再生重点实验室，新乡453003）摘要配对盒（Paired box，P ax）基因是一个高度保守的转录因子基因家族，在胚胎模式化和器官发生中起关键作用。
Pax3和Pax7具有相似的蛋白质结构和生物学功能，同属于Pax基因第三亚家族，在中枢神经系统、神经嵴和骨骼肌的发育过程中表达。
研究表明，Pax3和Pax7通过整合来自Wnts、骨形成蛋白（BMPs）和成纤维细胞生长因子（FGFs）的信号联合调控神经嵴的发生发育。
对不同的脊椎动物发育模型的研究共同阐明了神经嵴基因调控网络（NC-GRN）中涉及Pax3和Pax7基因的分子机制。
针对Pax3和Pax7基因的生物学特性及其在胚胎发育早期的功能，特别是二者对神经嵴发生发育的调控机制的最新研究进展作简要概述，为Pax3和Pax7相关研究提供理论基础，也为神经嵴异常相关疾病提供新的研究方向。
关键词Pax3；Pax7；神经发育；神经嵴；NC-GRN中图分类号Q42；Q132.4文献标识码A文章编号2095⁃1736（2021）02⁃100⁃05 The role of Pax3and Pax7in early embryonic developmentand neural crest formationLI Yunxiao1，Y ANG Ciqing1，3，L IN Juntang2，3（1.School of Life Sciences and Technology，X inxiang Medical University，X inxiang453003，C hina；2.Stem Cells and Biotherapy Engineering Research Center of Henan，X inxiang453003，C hina；3.Henan Key Laboratory of Medical Tissue Regeneration，X inxiang453003，C hina）Abstract Paired box gene is a highly conserved transcription factor gene family，w hich plays a key role in embryonic modeling and organogenesis.Pax3and Pax7，b elonging to the third subfamily of Pax gene，h ave similar protein structure and biological function，a nd are expressed during the development of central nervous system，n eural crest and skeletal muscle.Studies have shown that Pax3 and Pax7regulate the genesis and development of neural crest by integrating signals from Wnts，b one morphogenetic protein（BMPs）and fibroblast growth factor（FGFs）.Studies on different vertebrate developmental models have jointly clarified the molecular mecha⁃nisms of Pax3and Pax7genes involved in the neural crest gene regulatory network（NC-GRN）.The biological characteristics and functions of Pax3and Pax7genes in the early stage of embryonic development，e specially the latest research progress on the regula⁃tion mechanism of neural crest genesis and development，w hich would provide a theoretical basis for the study of Pax3and Pax7，a nd a new research direction for diseases related to abnormal neural crest.Key words Pax3；Pax7；n eural development；n erve crest；N C-GRNPax基因（Paired box gene）是一类进化上保守的转录因子家族，它们参与机体内的细胞信号传导和靶基因的转录调控。
肌肉卫星细胞与肌腱干细胞生物学特性检测及其在肌肉和肌腱损伤动物模型上的研究
肌肉卫星细胞与肌腱干细胞生物学特性检测及其在肌肉和肌腱损伤动物模型上的研究肌肉卫星细胞与肌腱干细胞生物学特性检测及其在肌肉和肌腱损伤动物模型上的研究摘要：肌肉和肌腱组织受损伤后，肌肉卫星细胞和肌腱干细胞能够参与修复和再生过程，但它们的生物学特性尚未完全了解。
本研究中，我们对肌肉卫星细胞和肌腱干细胞的特性进行了检测，并研究了它们在肌肉和肌腱损伤动物模型中的应用。
通过细胞培养和Western blot检测，我们发现肌肉卫星细胞具有干细胞标志物如CD34、MyoD和Pax7等；而肌腱干细胞则表达了干细胞标志物如CD29、CD44和CD90等。
在肌肉和肌腱损伤动物模型中，我们发现移植的肌肉卫星细胞和肌腱干细胞能够促进组织修复和再生，但肌腱干细胞的效果更佳。
我们认为肌肉卫星细胞和肌腱干细胞在肌肉和肌腱组织修复和再生中具有重要作用，可以作为治疗策略的一部分。
关键词：肌肉卫星细胞，肌腱干细胞，生物学特性，肌肉损伤，肌腱损伤，动物模型Introduction肌肉和肌腱组织是人体运动和支撑系统的重要组成部分。
这些组织容易受到损伤，例如肌肉拉伤和肌腱断裂等。
肌肉卫星细胞和肌腱干细胞是这些组织中的专门细胞类型，它们能够参与组织修复和再生过程。
然而，这些细胞的特性尚未完全了解。
了解这些细胞的特性，有助于我们更好地利用它们来促进组织修复和再生。
Materials and Methods肌肉卫星细胞和肌腱干细胞分别从小鼠肌肉和肌腱中分离得到，通过细胞培养和Western blot检测来检测它们的生物学特性。
对于肌肉和肌腱损伤动物模型，小鼠分别接受肌肉和肌腱损伤，移植肌肉卫星细胞和肌腱干细胞后观察组织修复和再生情况。
Results通过细胞培养和Western blot检测，我们发现肌肉卫星细胞具有干细胞标志物如CD34、MyoD和Pax7等；而肌腱干细胞则表达了干细胞标志物如CD29、CD44和CD90等。
在肌肉和肌腱损伤动物模型中，我们发现移植的肌肉卫星细胞和肌腱干细胞能够促进组织修复和再生，但肌腱干细胞的效果更佳。
多浪绵羊骨骼肌卫星细胞的分离培养、鉴定及成肌诱导分化
多浪绵羊骨骼肌卫星细胞的分离培养、鉴定及成肌诱导分化赵谦;张萍;李向臣;关伟军;浦亚斌;赵倩君;马月辉【摘要】To mimic muscle development of Duolang sheep in vitro,we employed a two-step digestion method to separate satellite cells (SCs) and a differential adhesion method to purify the cells in Duolangsheep.Moreover,observation of microscopic images and immunofluorescence were used for identifying Duolang sheep SCs and its myogenic ing immunofluorescence for Desmin,Pax7 and MyoD1 genes,we demonstrated that these marker genes all expressed in the SCs.The SCs formed significant myotubes when the serum was withdrawal from growth media,confirmed by the immunofluorescence for MHC and microscopic images.Taken together,we ssuccessfully isolated SCs and established the myogenic differentiation of SCs.%为了在体外细胞水平模拟多浪绵羊肌肉生长发育过程,本研究以多浪绵羊为试验动物,采用胶原酶和胰酶两步酶消化法分离多浪绵羊骨骼肌卫星细胞(satellite cells,SCs),并利用差速贴壁的方法纯化分离得到的SCs.利用免疫荧光技术检测SCs标记基因Desmin、Pax7和MyoD1的表达情况,鉴定分离得到的SCs.采用血清撤离的方法诱导SCs向成肌方向分化.通过显微镜观察和成肌分化标记基因肌球蛋白重链(myosin heavy chain,MHC)的免疫荧光,检测肌管的形成情况.通过对SCs标记基因Desmin、Pax7和MyoD1的免疫荧光鉴定,确认本研究成功分离得到多浪绵羊SCs.采用血清撤离的方法诱导SCs成肌分化,显微镜观察和MHC免疫荧光可以明显观察和检测到肌管的形成.本研究对多浪绵羊SCs成功地进行了分离和鉴定,并建立了体外培养条件下多浪绵羊SCs的成肌诱导分化.【期刊名称】《中国畜牧兽医》【年(卷),期】2016(043)011【总页数】7页(P2956-2962)【关键词】绵羊;骨骼肌卫星细胞;分离培养;成肌分化【作者】赵谦;张萍;李向臣;关伟军;浦亚斌;赵倩君;马月辉【作者单位】中国农业科学院北京畜牧兽医研究所,北京 100193;中国农业科学院北京畜牧兽医研究所,北京 100193;中国农业科学院北京畜牧兽医研究所,北京100193;中国农业科学院北京畜牧兽医研究所,北京 100193;中国农业科学院北京畜牧兽医研究所,北京 100193;中国农业科学院北京畜牧兽医研究所,北京 100193;中国农业科学院北京畜牧兽医研究所,北京 100193【正文语种】中文【中图分类】Q813骨骼肌卫星细胞(satellite cells，SCs)具有成肌分化的潜在能力，体外培养的SCs 可以模拟骨骼肌的生长发育过程。
PAX7对肌肉损伤修复的重要作用
肌肉受损
萎缩的再 生
激活、增
殖、分 化、融合
卫星细胞
维持
pax7
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。
PAX7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，并不能进行自 我更新和生肌分化。
作者，时间
Bhagavati.et al. 2007
Julia von Maltzahn.et al. 2013
研究成果
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。
正常组
突变组
CTX处理后一个月
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
肌肉再生的过程如下图：
2.1 活化的卫星细胞功能：
①.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；②.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 ①.假说一(zammit.et al.2004)
肌肉生长抑制素对动物肌肉、脂肪和骨骼的影响
肌肉生长抑制素对动物肌肉、脂肪和骨骼的影响杨永生;贺建华;邓惠中;谢红兵;江碧波;罗佳捷【摘要】肌肉生长抑制素是转化生长因子β超家族成员之一,具有众多的生理功能.近来的研究表明,肌肉生长抑制素除对肌肉生长有负调控作用外,还对脂肪的沉积和骨骼的生长发育具有调节作用,甚至还能影响肌腱和韧带的强硬度.本文主要从肌肉生长抑制素的结构、基因表达及其对动物肌肉、脂肪和骨骼的作用等方面进行综述.%Myostatin (MSTN) , a member of the transforming growth factor-p superfamily, has many physiological functions. Besides the negative regulation of muscle growth by MSTN, recent researches showed that MSTN could regulate the fat deposition and skeletal growth, and even control the strength of tendon and ligament. Structure and regulation of gene expression of myostatin and its effects on muscle, fat and bone of animals were mainly reviewed in this paper. [Chinese Journal of Animal Nutrition, 2012, 24(2) : 220-225]【期刊名称】《动物营养学报》【年(卷),期】2012(024)002【总页数】6页(P220-225)【关键词】肌肉生长押制素;肌肉;脂肪;骨骼;抑制【作者】杨永生;贺建华;邓惠中;谢红兵;江碧波;罗佳捷【作者单位】湖南农业大学动物科技学院,长沙410128;湖南农业大学动物科技学院,长沙410128;湖南农业大学动物科技学院,长沙410128;湖南农业大学动物科技学院,长沙410128;湖南农业大学动物科技学院,长沙410128;湖南农业大学动物科技学院,长沙410128【正文语种】中文【中图分类】S811肌肉生长抑制素(myostain，MSTN)简称肌抑素，即生长分化因子8(growth differentiation factor 8，GDF－8)，为转化生长因子β(transforming growth factor－beta，TGF－β)超家族成员之一。
《miR-143对牛骨骼肌卫星细胞成肌分化的调控作用研究》
《miR-143对牛骨骼肌卫星细胞成肌分化的调控作用研究》摘要：本文通过实验研究miR-143在牛骨骼肌卫星细胞成肌分化过程中的调控作用，旨在揭示miR-143在肌肉发育和生长中的潜在机制。
研究结果表明，miR-143通过调控相关基因的表达，对牛骨骼肌卫星细胞的成肌分化具有显著的促进作用。
一、引言肌肉发育和生长是动物生长过程中的重要环节，其中骨骼肌卫星细胞的成肌分化起着关键作用。
近年来，微小RNA （miRNA）在肌肉发育和生长中的调控作用逐渐受到关注。
miR-143作为一种重要的miRNA，其在牛骨骼肌发育中的作用及其分子机制尚不明确。
因此，本文将围绕miR-143对牛骨骼肌卫星细胞成肌分化的调控作用进行研究。
二、研究方法本实验选取了健康、未处理的牛骨骼肌卫星细胞作为研究对象。
首先通过转录组学方法，测定并比较miR-143过表达与对照组之间的差异基因表达；随后采用qRT-PCR和Western Blot技术验证相关基因的表达变化；最后通过细胞培养和诱导分化实验，观察miR-143对牛骨骼肌卫星细胞成肌分化的影响。
三、实验结果1. 差异基因表达分析通过对miR-143过表达与对照组的转录组学分析，发现miR-143过表达后，一系列与肌肉发育和生长相关的基因表达水平发生显著变化。
其中，一些关键基因的mRNA水平显著上调，如Pax7、MyoD等。
2. 相关基因的验证qRT-PCR和Western Blot结果表明，与转录组学结果相一致，在miR-143过表达的条件下，这些基因的mRNA和蛋白表达水平均有所上升。
3. 细胞成肌分化的观察通过细胞培养和诱导分化实验，发现miR-143过表达的牛骨骼肌卫星细胞在成肌分化过程中表现出更强的增殖能力和更高的分化效率。
这表明miR-143对牛骨骼肌卫星细胞的成肌分化具有显著的促进作用。
四、讨论根据实验结果，我们认为miR-143在牛骨骼肌卫星细胞的成肌分化过程中起到了重要的调控作用。
小鼠骨骼肌卫星细胞的分离培养和鉴定_代阳
第21卷 第1期 天 津 农 学 院 学 报 V ol. 21，No. 1 2014年3月 Journal of Tianjin Agricultural University March ，2014收稿日期：2013-12-19基金项目：国家自然科学基金项目“牛骨骼肌卫星细胞成肌分化相关miRNAs 的鉴定和功能研究”（31201021）；天津市自然科学基金项目“microRNA-1对牛骨骼肌卫星细胞成肌分化的调控作用研究”（13JCQNJC14600） 作者简介：代阳（1988-），女，内蒙古通辽人，硕士在读，研究方向为动物胚胎与转基因工程。
E-mail: aq19881209@。
文章编号：1008-5394（2014）01-0001-04小鼠骨骼肌卫星细胞的分离培养和鉴定代阳1，王轶敏1，2，刘新峰1，樊晗璐1，李吉霞1，郭宏1，丁向彬1，通信作者（1. 天津农学院 动物科学与动物医学学院，天津 300384；2. 西北农林科技大学 生物工程研究所，陕西 杨凌 712100）摘 要：采用胶原酶和胰酶联用的酶消化法分离小鼠骨骼肌卫星细胞，应用差速贴壁法进行纯化，并利用RT -PCR和免疫荧光染色方法对分化前后细胞的标志基因进行鉴定。
结果显示：分离出的肌卫星细胞生长状态良好，RT -PCR和免疫荧光染色显示肌卫星细胞Pax7和MyoD呈阳性表达，诱导分化形成肌管后，分化标志基因MyoG和MHC呈阳性表达。
本研究成功从小鼠肌肉组织中分离出了肌卫星细胞，并具有很好的体外分化能力，可以为肌肉的发育分化和损伤修复研究提供良好的细胞模型。
关键词：小鼠；骨骼肌卫星细胞；细胞培养；鉴定中图分类号：Q813.1 文献标识码：AIsolated Culture and Identification of Mouse Skeletal Muscle Satellite CellsDAI Yang 1, WANG Yi-min 1,2, LIU Xin-feng 1, F AN Han-lu 1, LI Ji-xia 1,GUO Hong 1, DING Xiang-bin 1,Corresponding Author(1. College of Animal Science and Veterinary Medicine, Tianjin Agricultural University, Tianjin 300384, China; 2. Institute ofBioengineering, Northwest A&F University, Yangling 712100, Shaa n xi Province, China )Abstract: In this study, mouse skeletal muscle satellite cells were isolated by collagenase and trypsinase digestion method. Then the satellite cells were purified and induced to differentiate into myotubes, and the marker genes of the cells before or after the differentiation were detected by RT-PCR and immunocytochemistry technology. The results show that the isolated muscle satellite cells were healthy, and expressed the marker genes of paired protein box (Pax7) and myogenic differentiation antigen (MyoD ). After inducing to the myotubes, myogenin (MyoG ) and myosin heavy chain (MHC )showed positive expression. The results indicate that mouse skeletal muscle satellite cells of high purity, which can provide cell sources for muscle development and damage repair study, are successfully isolated.Key words: mouse; skeletal muscle satellite cell; cell culture; identification骨骼肌卫星细胞（skeletal muscle satellite cell）是骨骼肌中具有分化增殖潜能的肌源性干细胞，通常以静息状态存在于肌纤维肌膜与基底膜之间[1]，在一定条件下可以被激活，发生增殖和分化，形成骨骼肌细胞。
骨骼肌卫星细胞的研究进展
2017年(第7卷)第04期运动人体科学1 肌卫星细胞概述1.1 肌卫星细胞的发现肌卫星细胞是在1961年由M a u r o 发现,肌卫星细胞(Skeletalsatellite cell,SSC)是一类分布于肌细胞基底膜与肌膜之间的成体干细胞,其位置与排列类似肌细胞的卫星,故称卫星细胞[1]。
肌卫星细胞是成年个体肌肉组织内留存的未分化的肌前体细胞(Muscle progenitor cell,MPC),位于肌纤维基底膜和基膜之间,具有增殖、分化等自我更新的潜能[2]。
在成年机体的骨骼肌中,肌卫星细胞含量较少,大约占比1%～4%。
1.2 肌卫星细胞的形态结构在静息状态下,SSC细胞质和细胞器也较少,核质比率较高;其细胞核比肌管细胞核小,其异染色质含量比肌细胞核高。
伴随年龄增长,SSC的丰度逐渐减少,SSC肌源性分化和自我更新的潜能仍保留,但更新能力随之降低[3]。
1.3 肌卫星细胞的特异性标记与鉴定骨骼肌特异性标记蛋白的表达可作为SSC的鉴定指标,认识分子标志是对各阶段肌细胞进行鉴定的依据。
高度糖基化I型跨膜蛋白(CD34)在造血干细胞、肌源细胞和SSC上均有表达,在分化程度越低的细胞中表达率越高;M钙调蛋白是肌卫星细胞增殖与融合的标志;Pax3是肌源细胞的标志物, Pax7在静息和活化的卫星细胞核内均有表达。
配对盒转录因子(Paired box gene 7,Pax7)属于Pax基因家族的第7组,是在进化上高度保守的发育调控基因,具有强有力的生肌性诱导能力,能够使干细胞定向转变为生肌性细胞,在骨骼肌发育和再生中起着至关重要的作用[4]。
成肌蛋白(Myo blast de-termination protein,MyoD)属于肌原性碱性螺旋环的转录因子,在肌肉发育和再生中的细胞分化和自我更新密切相关[5]。
通过观察Pax7在肌细胞中表达含量的变化,可以识别卫星细胞所处时期。
其变化规律为:卫星细胞在静息状态下Pax7 表达阳性、MyoD表达阴性;卫星细胞增殖时,Pax7和MyoD表达均为阳性;在分化和融合阶段,Pax7表达阴性、MyoD阳性[2]。
地塞米松对胎鼠骨骼肌发育相关基因表达的影响
山西农业科学2021，49（9）：1035-1039地塞米松对胎鼠骨骼肌发育相关基因表达的影响郭田燕1,李俊玲1,王鹤洁1,窦敏敏1,李君1,秦健2,3,杜荣1（1.山西农业大学动物医学学院，山西太谷030801；2.山西农业大学实验教学中心，山西太谷030801；3.山西农业大学生命科学学院，山西太谷030801）摘要:为了研究母体应激对胎鼠骨骼肌发育及相关基因表达的影响，对孕期12d 的母鼠连续3d （每天一次）注射地塞米松（Dex ）以建立母体应激模型，使用ELISA 试剂盒检测孕鼠胎盘羊水中糖皮质激素（Glucocorticoid ，GC ）含量的变化，采用HE 染色法观察胎鼠骨骼肌的显微结构，利用荧光定量PCR 分析相关基因的表达，并利用生物信息学软件对相关基因5'调控区元件进行预测。
结果表明，Dex 处理组孕鼠胎盘羊水中的GC 含量显著升高，胎鼠骨骼肌发育受损，Myostatin 基因表达显著上调，而Pax3和Pax7表达明显下调。
进一步生物信息学分析结果表明，Myostatin 、Pax3和Pax7基因的5′调控区均含有糖皮质激素受体元件（GRE ），Myostatin 基因的5′调控区同时存在PAX7元件，Pax3、Pax7基因的5′调控区还分别存在PAX7、PAX3元件，其调控机制可能是Dex 通过糖皮质激素受体（GR ）结合于靶标基因启动子区的GRE 元件而发挥直接或间接的调控作用。
研究结果可为深入研究家畜等动物母体应激影响子代骨骼肌发育的分子机制并探讨相应的防治措施奠定基础。
关键词:糖皮质激素；胎鼠；骨骼肌；Myostatin ；Pax3；Pax7中图分类号:Q954.6-33文献标识码:A文章编号:1002-2481（2021）09-1035-05Effects of Dexamethasone on Expression of Skeletal Muscle Development Related Genes in Fetal MiceGUO Tianyan 1，LI Junling 1，WANG Hejie 1，DOU Minmin 1，LI Jun 1，QIN Jian 2，3，DU Rong 1（1.College of Veterinary Medicine ，Shanxi Agricultural University ，Taigu 030801，China ；2.Centre of Experiment Teaching ，Shanxi Agricultural University ，Taigu 030801，China ；3.College of Life Sciences ，Shanxi Agricultural University ，Taigu 030801，China ）Abstract ：To study the effects of maternal stress on the skeletal muscle development and the related genes expression in fetal mice,Dexamethasone （Dex ）was injected into female mice from the 12d of gestation for three consecutive days （once a day ）to establish a model of maternal stress.The change of Glucocorticoid （GC ）content in placental amniotic fluid of pregnant mice was detected by ELISA kit.The microstructure of fetal mice skeletal muscle was observed by HE staining method.The expression of related genes was analyzed by fluorescence quantitative PCR.The 5'regulatory region elements of related genes were predicted using bioinformatics software.The results showed that the GC content in the placental amniotic fluid of pregnant mice in the Dex treatment group significantly increased.The development of fetal mice's skeletal muscle was impaired.The expression of Myostatin was significantly up-regulated,while the expression of Pax3and Pax7significantly down-regulated in the fetal mice's skeletal muscle.Further bioinformatics analysis showed that the 5′regulatory regions of Myostatin ,Pax3and Pax7genes contained glucocorticoid receptor elements （GRE ）,and the 5′regulatory regions of Myostatin genes also contained PAX7elements,and the 5′regulatory regions of Pax3and Pax7genes contained respectively PAX7and PAX3elements,which indicated that Dex played a direct or indirect regulatory role through glucocorticoid receptor （GR ）binding to GRE element in target gene promoter region.This test results will lay a foundation for further studying the molecular mechanisms about the effects of maternal stress on the fetal skeletal muscle development of livestock and exploring the corresponding prevention and treatment measures.Key words ：glucocorticoid;fetal mice;skeletal muscle;Myostatin ;Pax3;Pax7收稿日期:2021-03-02基金项目:国家自然科学基金项目（31872438）；山西省重点研发计划项目（201803D221022-4）；山西省回国留学人员科研资助项目（2016-067）；山西省留学回国人员科技活动择优资助项目；山西省平台基地和人才专项优秀人才科技创新项目（201605D211028）；山西农业大学中青年拔尖创新人才支持计划项目（BJRC201204）；山西农业大学横向科技项目（2015HX12）作者简介:郭田燕（1994-），女，山西孝义人，在读硕士，研究方向：动物细胞分子调控与生物工程。
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报告人：王言
主要内容：
1
pax7简介
2
骨骼肌损伤后的修复再生←卫星细胞
3
Pax7在肌肉再生修复中的重要角色
4
结语与展望
1.pax7简介
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。
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 萎缩的再 生
激活、增 殖、分 化、融合
卫星细胞
维持
pax7
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。
2.1 活化的卫星细胞功能：
①.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；②.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
①.假说一(zammit.et al.2004)
增殖 途径 下调 pax7，维 持myod
分化途径
自我更新 途径 下调 myod ，维持 pax7 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;
在pax7突变的肌肉中缺乏功能卫星细胞， 从而影响肌肉的再生修复。
，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。
4.结语与展望
Zammit. et al. 2006
Pax7参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。 PAX7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，并不能进行自 我更新和生肌分化。
Pax3 Pax7 Myod Myf5 增殖 分化
Myod
pax7
（Le Grand and Rudnicki 2007）
1.3 pax7在肌肉中的一些相关研究
作者，时间
Patrick Seale.et al. 2000
研究成果
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
（Chi and Epstein 2002）
1.2 pax7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。
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
Shihuan Kuang.et al. 2006
作者，时间
Bhagavati.et al. 2007
研究成果
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。 表达pax7的卫星细胞对骨骼肌的更新是 必不可少的。
②假说二(kuang.et al.2007)
增殖
①
② ③
④
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。
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③过程是否存在，目前还不清楚。
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pax7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。
正常组
突变组
CTX处理后一个月
1.1 pax7蛋白结构：
包含一个由 128个氨基酸组成 的配对框（Paired domain, 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。
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。
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3.pax7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
Julia von Maltzahn.et al. 2013
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
卫星细胞
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：