摘要神经肌肉接头(Neuromuscular junction,NMJ)是连接运动神经元末梢和骨骼肌的胆碱能突触,控制着骨骼肌的收缩。尽管每根肌纤维都是由成百上千个成肌细胞(Myoblasts)分化融合而成,但是许多神经肌肉接头形成和维持相关的关键蛋白(低密度脂蛋白受体相关蛋白4,LRP4;肌肉特异性激酶蛋白,MuSK;乙酰胆碱受体,AChRs等)都只富集在面积占比不到千分之一的突触后肌膜上,这些关键蛋白的聚集被认为是NMJ精准调控的重要物质基础,但其聚集机制至今仍不清楚。<br> 为了探索其机制,以NMJ突触区关键的蛋白LRP4为代表,利用内源LRP4启动子调控lacZ表达的报告小鼠研究LRP4的表达情况,从而进一步探讨NMJ突触区蛋白聚集的分子调控机制。通过研究β-gal活性发现LRP4β-gal分布在胚胎期膈肌的中间和NMJ形成后的突触区。在LRP4或者MuSK突变的小鼠中,由于LRP4或者MuSK的缺失导致LRP4β-gal在膈肌中间区域扩散并且不能聚集。在lacZ/ECD的突变小鼠中,LRP4β-gal聚集体的定位随着NMJ位置的改变而改变。而在去神经支配的肌肉中,即使突触区的核依然聚集,LRP4β-gal聚集体仍会消失,这说明突触区LRP4的表达不依赖于突触区的核,可能依赖于NMJ的功能。在μ-conotoxin(骨骼肌特异的钠离子通道抑制剂)处理的胫骨前肌(TA)后,特异性阻断肌肉收缩而不影响NMJ功能传递,突触区LRP4β-gal染色扩散。这种现象也出现在老年小鼠的肌肉中,而通过电刺激肌肉可以使其重新聚集在NMJ。这表明突触区LRP4mRNA的聚集是依赖于肌纤维收缩。<br> 最后,我们通过在体外培养的C2C12细胞中过表达相关质粒进行筛选发现Wnts(Wnt3,Wnt5a,Wnt9a和Wnt10a)能增加LRP4mRNA的表达,但是这种调节作以可以被Wnt非经典信号通路中ROCK的抑制剂RKI-1447阻断。在成年的小鼠TA肌肉中注射RKI-1447可以损坏突触区LRP4β-gal的聚集。同时我们通过复合肌肉动作电位(CMAP)和肌力测试发现RKI-1447不影响NMJ功能的传递和肌肉的兴奋性,但是影响骨骼肌的收缩。这暗示着Wnt非经典信号通路不仅调节LRP4mRNA的表达,还可能通过调节肌纤维的收缩参与LRP4mRNA的聚集。<br> 综合所有实验结果表明LRP4mRNA在NMJ的聚集是需要LRP4/MuSK信号通路,运动神经元电活动依赖的肌纤维收缩,以及Wnt非经典信号通路的协同作用。本研究不仅为NMJ mRNA的聚集提供了新的机制,也为NMJ相关疾病的治疗提供了新的靶点。
更多相关知识
- 浏览0
- 被引1
- 下载0
相似文献
- 中文期刊
- 外文期刊
- 学位论文
- 会议论文