muscle growth, differentiation and gene expression regulation in fish

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1、第37卷第6期水生生物学报Vol.37,No.62013年11月ACTAHYDROBIOLOGICASINICANov.,2013doi:10.7541/2013.155鱼类肌肉生长分化与基因表达调控石军褚武英张建社(长沙学院生物工程与环境科学系,长沙410003)MUSCLEGROWTH,DIFFERENTIATIONANDGENEEXPRESSIONREGULATIONINFISHSHIJun,CHUWu-YingandZHANGJian-She(DepartmentofBioengineeringandEnvironmentalScience,C

2、hangshaUniversity,Changsha410003,China)关键词:鱼类肌肉;肌卫星细胞(肌干细胞);肌肉分化生长;基因表达调控Keywords:Fishmuscle;Musclesatellitecells(musclestemcells);Muscledifferentiationandgrowth;Geneexpressionregulation+中图分类号:Q344.1文献标识码:A文章编号:1000-3207(2013)06-1145-08鱼类肌肉组织既是鱼类的结构组织和运动器官,也1肌卫星细胞(肌干细胞)起源和分化是人类食

3、物的重要蛋白源。从发育分子生物学角度上说,以鱼类为重要养殖对象的水产养殖实质上就是根据现实肌卫星细胞提供肌肉生长和修复过程中新肌纤维的的生态条件,采用适合的养殖技术,最大限度地促进鱼细胞来源,由于它具有自我分化和更新的能力,因而也[7]类肌纤维细胞的快速增殖(Hyperplasia)和迅速肥大被称之为肌肉干细胞。肌肉卫星细胞被认为是一个肌源(Hypertrophy),促使肌肉组织的快速生长发育,达到速生性细胞谱系,起源仍不完全清楚,目前有两种假说:体节[1,2]快长,增加养殖生产效益目的。如同其他脊椎动物,来源和内皮来源。体节来源假说来自鸡雏鹌鹑异源嵌

4、合体鱼类躯干和尾端骨骼肌是由位于近轴中胚层(Paraxial实验,认为肌卫星细胞来源于体节中胚层的多能干细[8]mesoderm)体节按从前至后端的顺序分化形成的。在肌原胞。实质上,关于肌卫星细胞的内皮来源学说与体节来发生调节因子的作用下,各体节进一步分化成为不同类源学说并不冲突。成熟肌肉卫星细胞可以同时表达出内皮型肌纤维或肌肉组织,即位于躯干深层的称之为快肌的源性和肌源性标记物,比如CD34和MRFs。在胚胎发生[3—6]白色肌肉和位于表皮下面称为慢肌的红色肌肉。肌纤的早期,主动脉和体节的解剖位置相邻,提示两个谱系维发生分化、组装和调节过程实质上是鱼

5、类生长发育过程的起源相近。此外,肌卫星细胞所表现的异质群体特征也中相关功能基因的表达及调节因子相互作用的结果,也可能是这种双重起源的一种反映。尽管肌卫星细胞在肌肉是鱼类发育生物学急待研究的核心问题。因此,研究和了生长和修复中作用至关重要,但在鱼类的研究甚少。在硬解鱼类肌纤维发生分化与相关功能基因时空表达的内在骨鱼类骨骼肌中采用组织学和电子显微技术经鉴定证实[9]联系以及相关调节因子的作用机制,对于促进养殖鱼类有类似肌卫星细胞的存在,但对它的起源和细胞生物速生快长、提高养殖效益有着潜在应用指导意义。本文拟学特征以及增殖分化机理尚未进行深入研究。环境因素,

6、从鱼类肌肉生长过程中肌卫星细胞的来源、定向分化、慢例如,饵料、温度以及内源因素包括生长激素和IGF-样激[10]肌和快肌的形成以及生肌调节基因(MRFs)和结构基因协素,被认为与激活启动肌卫星细胞增殖和分化直接相关,同表达与肌细胞增殖和增大相关性研究加以综述。但鱼类肌卫星细胞的激活和自我更新的分子机理几乎未收稿日期:2012-09-21;修订日期:2013-07-19基金项目:国家自然科学基金(No.30972263;31072195)资助作者简介:石军(1983—),男,湖北黄冈人;博士;主要从事鱼类基因调控研究。E-mail:Junshistone

7、@gmail.com通信作者:张建社,男,湖南长沙人;教授;主要从事鱼类肌肉发育与基因调控研究。E-mail:jzhang@ccsu.cn1146水生生物学报37卷有报道。因此,对鱼类肌卫星的更新和激活的分子机理研最近的研究表明组蛋白修饰是多种发育过程中重要究,无疑有助于我们获得相关的技术方法来促进肌肉的的调控模式。组蛋白乙酰化或去乙酰化伴随着染色质呈现生长,在水产养殖中增加鱼肌肉产量和肌肉疾病的防治松弛或紧密状态,从而导致基因的激活或沉默;不同位[19]有着直接或间接的应用价值。置的组蛋白甲基化与基因活化和沉默也有密切关系。已有的研究表明,Pax3和

8、Pax7的表达是肌卫星细胞组蛋白甲基化是由含SET结构域的组蛋白甲基化转移酶的特异性标志。同时