遺傳差異讓小鼠變身“施瓦辛格”

PLoS ONE：此研究有助于探索人類肌肉萎縮癥的治療
 
利用特定的遺傳差異，科學家創造了小鼠中的“施瓦辛格”，它的肌肉質量超過普通小鼠四倍。該研究成果有助于探索人類肌肉萎縮癥、艾滋病以及癌癥引起的肌肉損失。相關論文發表在近期的PLoS ONE上。
 
進行該項研究的是美國約翰·霍普金斯大學醫學院的Se-Jin Lee，他創造的肌肉鼠有兩個主要的變異——它們不能制造肌肉抑制素（myostatin），但卻能大量生產卵泡抑制蛋白（follistatin）。由于肌肉抑制素會限制肌肉發育，因此缺乏它的小鼠會多長肌肉；同時，卵泡抑制蛋白會影響抑制肌肉發育的蛋白起作用，也就是說，兩方面因素都促使小鼠的肌肉更多更強壯。
 
進一步研究發現，肌肉鼠與正常鼠的肌纖維存在很大不同，前者肌纖維的大小超過后者的兩倍，而且在數量上也比后者多73%。
 
研究人員認為，在缺乏肌肉抑制素的條件下卵泡抑制蛋白仍然能夠促進肌肉發育，這說明小鼠體內存在不止一種肌肉調控機制。此外，小鼠體內的肌肉抑制素水平要高于人類，這也表明該蛋白對人類并非特別重要。Lee說，“在人類體內幾乎探測不到肌肉抑制素，很明顯，另有別的因素存在。”
 
如果生物學家能夠在人體內確定更多的卵泡抑制蛋白可以綁定的蛋白，就有望導致新的促進人類肌肉發育或者維持肌肉的藥物出現。此外，新的研究成果的意義還在于培育更加長肉的家畜。不過，Lee特別強調，他不希望新的研究成果成為運動員提升肌肉水平的工具。
 

圖片說明：變異小鼠（右）比正常小鼠的肌肉多很多（圖片來源：Se-Jin lee）

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生物通

約翰·霍普金斯大學醫學院的Se-Jin Lee利用特定的遺傳差異，創造出了擁有健碩肌肉的“肌肉鼠”，它的肌肉質量超過普通小鼠的四倍。該研究成果發表在近期的PLoS ONE上。這些研究成果將有助于深入了解人類肌肉萎縮癥、艾滋病以及癌癥引起的肌肉損失。

    由Se-Jin Lee領導的研究組創造出攜帶兩個重要變異的的肌肉鼠：它們不能制造肌肉抑制素（myostatin），但卻能大量生產卵泡抑制蛋白（follistatin）。由于肌肉抑制素會限制肌肉發育，因此缺乏這種物質的小鼠會多長肌肉；同時，卵泡抑制蛋白會影響抑制肌肉發育的蛋白起作用。進一步研究發現，肌肉鼠與正常鼠的肌纖維存在很大差異：前者肌纖維大小是后者的兩倍多，而且在數量上也比后者多73%。

研究人員認為，在缺乏肌肉抑制素的條件下卵泡抑制蛋白仍然能夠促進肌肉發育，這說明小鼠體內存在不止一種肌肉調控機制。此外，小鼠體內的肌肉抑制素水平要高于人類，這也表明該蛋白對人類并非特別重要。Lee指出，目前尚未在人體內發現有肌肉抑制素，可能另有別的因素存在。這項研究的發現為治療肌肉萎縮、損傷等癥提供了一條重要線索，并可能為治療這類疾病的藥物提供新的作用靶標。

此前，自冷泉港的研究人員Nicholas Sokol和Victor Ambros博士對miRNA mir1進行研究，通過對其表達水平、轉錄調控和在果蠅中使其喪失功能的表型研究發現Mir-1是在細胞快速生長的時候加強并維持細胞一致性的。

Mir-1是一種在進化中相當保守的miRNA，它在小鼠和人類中的表達器官只限于心臟和骨骼肌肉。研究發現在果蠅的胚胎中，mir-1對于中胚層細胞的分化方向或者在胚胎發生時的細胞增殖都不是必需的。它是在細胞快速生長的時候加強并維持細胞一致性的。

Dmir-1的表達是受前中胚層（promesodermal）轉錄因子Twist和前肌源（promyogenic）轉錄因子Mef2調控的，因此可以將Dmir-1放到已建立好的肌肉轉錄網絡中。但是，研究人員發現當Dmir-1被基因靶標（Dmir-1KO）切除后胚胎中的肌肉層仍然可以正常的形成。只有果蠅幼蟲開始通過喂食生長后，一種缺陷就會被發現，這種缺陷會使果蠅癱瘓并最終導致Dmir-1KO幼蟲死亡。

通過分析發現喂食后的幼蟲的成熟肌細胞被破壞，這意味著在生長過程中產生壓力的時候Dmir-1對于維持肌肉的完整性和一致性有重要作用。研究人員認為Mir-1是通過確保非肌細胞的基因不被翻譯來行使功能的。這項研究工作又一次擴大了miRNA行使功能的范圍。

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