中國農(nóng)大新聞網(wǎng)訊 近日，中國農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科學(xué)技術(shù)學(xué)院尹靖東教授課題組在國際權(quán)威期刊《科學(xué)》雜志旗下期刊《科學(xué)-進(jìn)展》（Science Advances）上在線發(fā)表了題為《CLIC5通過BGN介導(dǎo)的典型Wnt/β-catenin信號通路促進(jìn)成肌細(xì)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）的研究論文。該研究利用基因編輯的體內(nèi)和體外模型發(fā)現(xiàn)并證明了CLIC5能夠維持骨骼肌衛(wèi)星細(xì)胞池，通過與雙糖鏈蛋白聚糖BGN結(jié)合激活了典型Wnt/β-catenin信號通路，促進(jìn)成肌細(xì)胞分化。研究揭示了CLIC5在骨骼肌發(fā)育和再生中的關(guān)鍵作用，為改善骨骼肌功能提供了新思路，為提高優(yōu)質(zhì)豬肉生產(chǎn)效率提供了新的靶點(diǎn)。
骨骼肌是機(jī)體最大的能量利用組織，其健康與發(fā)達(dá)的生理機(jī)能對于個(gè)體的運(yùn)動性能和代謝健康至關(guān)重要。在畜牧業(yè)生產(chǎn)中，骨骼肌是畜禽提供高品質(zhì)肉的主要載體。尹靖東教授課題組最早在研究我國地方豬肌內(nèi)脂肪含量特異性沉積的過程中，鑒定并揭示了胞內(nèi)氯離子通道家族成員CLIC5（Chloride intracellular channel 5）在骨骼肌中成肌-成脂平衡中發(fā)揮著促進(jìn)成肌分化、抑制成脂分化的新功能，但其調(diào)節(jié)機(jī)制尚不清楚。
本研究利用小鼠模型在體內(nèi)解析了CLIC5對肌肉發(fā)育的影響和細(xì)胞學(xué)機(jī)制，發(fā)現(xiàn)骨骼肌特異性敲除CLIC5顯著降低了小鼠出生后的體重和肌肉重量，減少了骨骼肌衛(wèi)星細(xì)胞的數(shù)量，延遲了衛(wèi)星細(xì)胞的分化進(jìn)程。為了深入探究CLIC5調(diào)控成肌細(xì)胞分化的機(jī)制，研究人員開展了CLIC5的沉默/抑制、過表達(dá)和敲除遺傳調(diào)控實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)CLIC5抑制成肌細(xì)胞增殖，結(jié)合RNA-Seq發(fā)現(xiàn)并驗(yàn)證了CLIC5通過激活典型Wnt/β-catenin信號通路促進(jìn)成肌分化和肌管形成。研究人員利用Co-IP、基因編輯技術(shù)進(jìn)一步揭示CLIC5激活Wnt/β-catenin信號通路的途徑，發(fā)現(xiàn)了CLIC5通過其跨膜區(qū)（C端1-105氨基酸）與BGN結(jié)合，進(jìn)而激活了Wnt/β-catenin信號的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)。
在此基礎(chǔ)上，本研究在體內(nèi)進(jìn)一步驗(yàn)證了CLIC5發(fā)揮作用的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)。在注射心臟毒素Cardiotoxin構(gòu)建的肌肉損傷模型的體內(nèi)實(shí)驗(yàn)中，進(jìn)一步證實(shí)了骨骼肌敲除CLIC5會顯著降低衛(wèi)星細(xì)胞標(biāo)志性蛋白Pax7的表達(dá)水平，同樣抑制BGN-Wnt/β-catenin信號通路，延遲小鼠肌肉的修復(fù)過程，而腺相關(guān)病毒介導(dǎo)的CLIC5過表達(dá)則顯著改善了骨骼肌的修復(fù)能力。
本研究闡釋了CLIC5在骨骼肌發(fā)育和再生中的重要作用，為豬骨骼肌發(fā)育、提高優(yōu)質(zhì)豬肉的生產(chǎn)效率提供了重要的調(diào)控靶點(diǎn)和理論依據(jù)；為以CLIC5調(diào)節(jié)肌肉衛(wèi)星細(xì)胞池及其分化節(jié)奏功能為基礎(chǔ)，為外界環(huán)境刺激、衰老等導(dǎo)致的肌肉損傷后的再生治療提供了潛在策略。
中國農(nóng)業(yè)大學(xué)為該研究工作的第一完成單位，張鑫副教授、博士生何琳娟和王黎琦博士（已畢業(yè)， 現(xiàn)工作于中國生物技術(shù)發(fā)展中心）為共同第一作者，尹靖東教授為通訊作者，趙興波教授對本研究給予了大力支持。已畢業(yè)博士王宇波、博士后閆恩法以及在讀研究生萬波揚(yáng)、曾秋羽等也參與了本研究工作。研究獲得了“十四五”國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃課題（2021YFF1000603）、國家自然科學(xué)基金重大項(xiàng)目（31790412）和面上項(xiàng)目（32372898）和中國農(nóng)業(yè)大學(xué)2115人才培育計(jì)劃的資助。
原文鏈接：https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adq6795
