Sirt1在杜氏肌营养不良症中作用机制的研究

Sirt1 plays an important role in muslce proliferation and differentiation， but the detailed mechanism is not clear， especially it's role in muscular dystrophy. Sirt1 may upregulate the expression of antioxidant genes, such as MnSOD and catalase. The preliminary experiments indicate that catalase overexpression may protect dystrophic muscle from contraction-induced damage and Sirt1 regulates the mRNA expression of myostatin and MurF1. We predict Sirt1 may improve muscular dystrophy by upregulating the antioxdiant enzymes expression and myostatin may participate in Sirt1-mediated modulation of muscle cell proliferation and differentiation. We plan to deliver the Sirt1 gene with a muscle specific promoter into mdx mice, the mouse model for Duchenne muscular dystrophy, and we'll also use the activator or inhibitor of Sirt1 and other singling pathway， as well as siRNA technique.We'll study the role of Sirt1 in DMD pathogenesis and dystrophic muscle regeneration from whole animal level to cells and molecular level, by which, we will elucidate the molecular mechanism of Sirt1 in the regulation of muscle cell proliferation and differentiation and provide new ideas and target for the therapy of DMD and other muscular dystrophy.

Sirt1在肌细胞增殖与分化中起着重要作用，但具体机制不详，特别是其在肌萎缩中的作用还不清楚。研究表明Sirt1可上调抗氧化酶MnSOD和过氧化氢酶（CAT）的表达。我们预实验结果显示：CAT过量表达能减轻肌肉收缩引起的萎缩肌肉损伤；并且Sirt1影响肌肉细胞再生调控因子Myostatin和MurF1的表达。我们推测Sirt1可能通过上调抗氧化酶来改善肌萎缩，Myostatin可能参与Sirt1对肌细胞增殖与分化的调控。我们拟采用腺相关病毒载体（AAV）技术，将带有肌肉特异性启动子的Sirt1基因导入杜氏肌营养不良症（DMD）模型鼠mdx小鼠体内，联合使用Sirt1和其它信号通道激动剂或抑制剂和siRNA技术,从整体-细胞-分子层次研究Sirt1在DMD病理发生和肌肉再生中的作用，阐明Sirt1在肌细胞增殖与分化中的调控机制，为DMD和其它肌萎缩症的防治提供新思路和新靶点。

杜氏肌营养不良症(也称杜氏肌萎缩症，Duchenne muscular dystrophy, DMD)是一种常见的进行性肌萎缩症, 这种疾病是由于肌细胞骨架蛋白(dystrophin)基因发生了各种类型的突变导致其缺失引起的, 目前对于这种疾病尚无有效的治疗方法。Sirt1是一种依赖于NAD的去乙酰化酶，定位于细胞核内，参与了众多与衰老有关的细胞生理过程，在细胞生存代谢、生长分化、营养应激、炎症和胁迫反应中起着重要作用。本研究主要使用Sirt1激动剂、抑制剂，siRNA干扰联合下游通路阻断技术，观察肌细胞和组织中相关通路的表达情况和功能变化，探讨Sirt1在萎缩肌肉中的作用和对肌细胞增值与分化的可能调控机制。首先，我们探索了Sirt1对小鼠肌肉细胞模型C2C12细胞的作用，研究发现Sirt1通过myostatin通路促进C2C12细胞增殖；通过调控骨骼肌细胞中Sirt1的表达，研究了Wnt通路对C2C12成肌细胞增殖的影响，阐明Sirt1通过Wnt通路作用于C2C12成肌细胞增殖过程的分子机制；同时，通过体外实验明确Sirt1对成肌细胞的作用及调控机制，证实Sirt1下游通路Nrf2激活可以上调抗氧化酶CAT，SOD等的表达，改善mdx小鼠肌萎缩。通过实验研究了Nrf2对萎缩肌肉大小、肌纤维数目和大小、肌组织形态和功能等的影响；最后，我们研究了非编码RNA(MicroRNA)在肌肉萎缩症中的作用。我们首次探索了在DMD模型肌肉组织中miR-150的表达情况及其调节功能，提出了miRNA介导的抑制机制可以作为治疗DMD提供一种新的思路和策略。本研究从多角度探索了Sirt1在DMD病理发生和肌肉再生中的作用，阐明Sirt1在肌细胞增殖与分化中的调控机制，为DMD和其它肌萎缩症的防治提供新思路和新靶点。