遠志
[本刊訊]中國科學(xué)院上海生命科學(xué)研究院營養(yǎng)科學(xué)研究所應(yīng)浩研究組發(fā)現(xiàn)骨骼肌中受甲狀腺激素調(diào)控的miR-133a介導(dǎo)甲狀腺激素對肌纖維類型的調(diào)控作用,并提出了miRNA可介導(dǎo)甲狀腺激素負調(diào)控基因表達的新觀點。The Journal of Cell Biology 2014年12月15日在線發(fā)表了該研究成果的論文。
哺乳動物骨骼肌肌纖維類型是動態(tài)的。它是骨骼肌可塑性的基礎(chǔ)。每個單獨的肌纖維決定了骨骼肌表型改變的潛能。最初形成的肌纖維受到發(fā)育時序的調(diào)控,其后發(fā)育成熟的肌纖維具有更為強大的適應(yīng)能力。肌纖維類型很大程度上受神經(jīng)支配。已有研究顯示,甲狀腺激素對于骨骼肌肌纖維分型具有決定作用,然而,甲狀腺激素對肌纖維類型調(diào)控的分子機制仍不清楚,特別是甲狀腺激素對基因負調(diào)控的機制一直存在爭議。
miRNAs是近年發(fā)現(xiàn)的一類全新的調(diào)控因子,它在轉(zhuǎn)錄后水平調(diào)控基因的表達。一系列的細胞、動物和人體實驗表明,miRNAs在骨骼肌發(fā)育過程中起著不可或缺的作用。尤其是一些肌肉特異性microRNA(myomiRs),它們對骨骼肌的生長、分化和肌纖維類型的決定都有至關(guān)重要的作用。很多骨骼肌相關(guān)疾病中發(fā)現(xiàn)myomiRs表達的異常,這在一定程度上也證明myomiRs在維持骨骼肌正常功能上的作用。同時,這些myomiRs很有可能成為未來病理診斷的一個新指標(biāo),甚至成為針對骨骼肌相關(guān)疾病的特異性治療藥物。
研究人員在實驗中利用一系列體內(nèi)和體外實驗研究甲狀腺激素對于骨骼肌肌纖維分型調(diào)控的機制。發(fā)現(xiàn)miR-133al受到甲狀腺激素的直接調(diào)控。報告基因分析和染色質(zhì)免疫沉淀實驗表明,這一全新的調(diào)控作用依賴于甲狀腺激素受體(TR)和miR-133al上游的TRE序列。功能研究發(fā)現(xiàn),miR-133a不僅在快肌中具更高的表達,而且也參與骨骼肌肌纖維分型的調(diào)控。通過查詢靶基因數(shù)據(jù)庫,發(fā)現(xiàn)TEAD1這一基因的3非編碼區(qū)(3-UTR)上具有miR-133a潛在的調(diào)控位點。進一步的實驗表明,TEAD1確實存在兩個miR-133a的保守結(jié)合位點,而且這兩個位點都參與miR-133a對TEAD1基因表達的調(diào)控過程。實驗還證實,miR-133a對骨骼肌肌纖維類型的調(diào)控是由轉(zhuǎn)錄因子TEAD1介導(dǎo)的。
該研究揭示了miR-133a和靶基因TEAD1在甲狀腺激素調(diào)控骨骼肌肌纖維類型的過程中所扮演的重要角色,為深入了解甲狀腺激素在骨骼肌中的重要功能及作用機制提供了新的線索。同時也提示甲狀腺激素對基因表達的負調(diào)控作用可通過調(diào)控miRNA來實現(xiàn)。