中国农大新闻网讯 近日，中国农业大学动物科学技术学院尹靖东教授课题组在国际权威期刊《科学》杂志旗下期刊《科学-进展》（Science Advances）上在线发表了题为《CLIC5通过BGN介导的典型Wnt/β-catenin信号通路促进成肌细胞分化和骨骼肌再生》（CLIC5 promotes myoblast differentiation and skeletal muscle regeneration via the BGN-mediated canonical Wnt/β-catenin signaling pathway）的研究论文。该研究利用基因编辑的体内和体外模型发现并证明了CLIC5能够维持骨骼肌卫星细胞池，通过与双糖链蛋白聚糖BGN结合激活了典型Wnt/β-catenin信号通路，促进成肌细胞分化。研究揭示了CLIC5在骨骼肌发育和再生中的关键作用，为改善骨骼肌功能提供了新思路，为提高优质猪肉生产效率提供了新的靶点。
骨骼肌是机体最大的能量利用组织，其健康与发达的生理机能对于个体的运动性能和代谢健康至关重要。在畜牧业生产中，骨骼肌是畜禽提供高品质肉的主要载体。尹靖东教授课题组最早在研究我国地方猪肌内脂肪含量特异性沉积的过程中，鉴定并揭示了胞内氯离子通道家族成员CLIC5（Chloride intracellular channel 5）在骨骼肌中成肌-成脂平衡中发挥着促进成肌分化、抑制成脂分化的新功能，但其调节机制尚不清楚。
本研究利用小鼠模型在体内解析了CLIC5对肌肉发育的影响和细胞学机制，发现骨骼肌特异性敲除CLIC5显著降低了小鼠出生后的体重和肌肉重量，减少了骨骼肌卫星细胞的数量，延迟了卫星细胞的分化进程。为了深入探究CLIC5调控成肌细胞分化的机制，研究人员开展了CLIC5的沉默/抑制、过表达和敲除遗传调控实验，发现CLIC5抑制成肌细胞增殖，结合RNA-Seq发现并验证了CLIC5通过激活典型Wnt/β-catenin信号通路促进成肌分化和肌管形成。研究人员利用Co-IP、基因编辑技术进一步揭示CLIC5激活Wnt/β-catenin信号通路的途径，发现了CLIC5通过其跨膜区（C端1-105氨基酸）与BGN结合，进而激活了Wnt/β-catenin信号的调控网络。
在此基础上，本研究在体内进一步验证了CLIC5发挥作用的调控网络。在注射心脏毒素Cardiotoxin构建的肌肉损伤模型的体内实验中，进一步证实了骨骼肌敲除CLIC5会显著降低卫星细胞标志性蛋白Pax7的表达水平，同样抑制BGN-Wnt/β-catenin信号通路，延迟小鼠肌肉的修复过程，而腺相关病毒介导的CLIC5过表达则显著改善了骨骼肌的修复能力。
本研究阐释了CLIC5在骨骼肌发育和再生中的重要作用，为猪骨骼肌发育、提高优质猪肉的生产效率提供了重要的调控靶点和理论依据；为以CLIC5调节肌肉卫星细胞池及其分化节奏功能为基础，为外界环境刺激、衰老等导致的肌肉损伤后的再生治疗提供了潜在策略。
中国农业大学为该研究工作的第一完成单位，张鑫副教授、博士生何琳娟和王黎琦博士（已毕业， 现工作于中国生物技术发展中心）为共同第一作者，尹靖东教授为通讯作者，赵兴波教授对本研究给予了大力支持。已毕业博士王宇波、博士后闫恩法以及在读研究生万波扬、曾秋羽等也参与了本研究工作。研究获得了“十四五”国家重点研发计划课题（2021YFF1000603）、国家自然科学基金重大项目（31790412）和面上项目（32372898）和中国农业大学2115人才培育计划的资助。
原文链接：https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adq6795
日期：2024-11-08
