Wnt信号通路调控肌卫星细胞在严重烧伤大鼠骨骼肌消耗中的作用

Severe burns are typically followed by hypermetabolism that is characterized by significant muscle wasting(MW), which causes considerable morbidity and mortality. Muscle fibre size appears to be regulated both by the number of nuclei incorporated into each fibre and by a second variable, the volume of cytoplasm that each nucleus supports，which are both regulated by satellite cell（SC）. However, satellite cell participateing in skeletal MW post burns is unclear. In this study the role of satellite cell dysfunction in skeletal muscle wasting will be investigated. In vivo, Wistar rats are received severe scalds. Histological and immunohistological analyses will be carried out to determine apoptosis, proliferation and differentiation of SC as well as expression of proteins of wnt signaling. In vitro, function of SC isolated from skeletal muscle is determined to verify the results in vivo. Moreover, after SC burns models has been established, Wnt signaling is interfered by Wnt activating agent or inhibitor, and then wnt signaling and differentiation function of SC will be determined. Small RNA interfere of β-catenin will be performed to verify the feasibility of SC regulation via wnt signaling pathway. Finally Wnt activating agent will be applied to rats with severe burns to observe the effect of SC on burns MW. We try to explain the role of SC in MW post burns and clarify its possible mechanism, and provide potential target therapy MW post burns.

骨骼肌消耗是严重烧伤高代谢的典型表现之一,严重影响患者的预后及生存率。研究表明肌卫星细胞是修复、维持骨骼肌的主要细胞来源。前期实验发现烧伤后肌前体细胞凋亡增加，这提示我们肌卫星细胞在烧伤后骨骼肌的消耗中可能起重要作用。本实验拟通过动物实验、细胞试验观察烧伤后肌卫星细胞增殖、凋亡及分化等功能的变化，初步探讨肌卫星细胞与骨骼肌消耗的关系。同时，wnt/β-catenin信号通路是调控卫星细胞分化的主要通路，本实验拟建立肌卫星细胞烧伤模型，观察激活及抑制wnt信号通路是否能调控肌卫星细胞分化功能，然后利用siRNA干扰β-catenin的表达，进一步验证通过wnt信号通路调控肌卫星细胞功能的可行性。最后将wnt激活剂应用于烧伤大鼠，观察其对骨骼肌消耗的影响。通过以上研究明确肌卫星细胞在烧伤骨骼肌消耗中的作用，丰富烧伤骨骼肌消耗发生的机制，为烧伤骨骼肌消耗靶点干预提供新思路。

项目背景：骨骼肌占人体干重的50%，当肌肉量损失5-10%以上时称之为骨骼肌消耗（skeletal muscle wasting, SMW) ，烧伤SMW具有发生显著、维持时间长（9-12 月）的特点，可严重影响患者的预后及生存率。因此，研究SMW的发生机制，探寻干预SMW关键靶点，对SMW的防治、烧伤治疗水平的提高具有重要意义。.研究内容：本项目在前期实验发现烧伤后肌前体细胞凋亡增加，这提示我们肌卫星细胞在烧伤后骨骼肌的消耗中可能起重要作用。本实验拟通过动物实验、细胞试验观察烧伤后肌卫星细胞增殖、凋亡及分化等功能的变化，初步探讨肌卫星细胞与骨骼肌消耗的关系。同时，wnt/β -catenin 信号通路是调控卫星细胞分化的主要通路，本实验拟建立肌卫星细胞烧伤模型，观察激活及抑制wnt 信号通路是否能调控肌卫星细胞分化功能，然后利用siRNA 干扰β -catenin 的表达，进一步验证通过wnt 信号通路调控肌卫星细胞功能的可行性。最后将wnt 激活剂应用于烧伤大鼠，观察其对骨骼肌消耗的影响。通过以上研究明确肌卫星细胞在烧伤骨骼肌消耗中的作用，丰富烧伤骨骼肌消耗发生的机制，为烧伤骨骼肌消耗靶点干预提供新思路。.重要结果及关键数据：（1）在动物实验过程中，摸清麻醉方式对严重烧伤大鼠死亡率的影响，并探讨了其机制，发表SCI收录论文1篇，为该类动物实验开展提供了重要保障。.（2）探讨了骨骼肌卫星细胞的分离、培养、分化等生物学特性，发现组织块培养法较酶培养法，经济便捷，流式细胞仪检测所获得的原代骨骼肌卫星细胞纯度可达97.6%。细胞体外诱导分化后，MyoD和生肌素基因呈时序性表达。.（3）通过检测肌卫星细胞增殖、凋亡，发现烧伤血清促进细胞增殖，Pax7、MyoD、Myogenin的表达来看，烧伤血清对肌前体细胞的分化有一定的抑制作用。.（4）从信号通路来看，烧伤组的b-catenin低于对照组组，表明烧伤组的wnt/b-catenin通路受到抑制，b-catenin变化GSK3b的变化趋势具有不完全一致性，说明烧伤影响骨骼肌分化是多通路影响的，wnt信号通路仅是其中之一。.（5）动物干预实验表明，针对wnt信号通路进行liCl的干预，可以缓解骨骼肌消耗。.意义：从肌卫星细胞角度探讨了烧伤骨骼肌消耗的机制，通过肌卫星细胞调控骨骼肌量成为可能。