骨骼肌中受甲状腺激素调控的微RNA的功能鉴定和机制研究

骨骼肌是甲状腺激素（TH）的一个重要的靶组织。TH可以通过甲状腺激素受体（TR）在转录水平调控骨骼肌许多基因的表达，从而影响骨骼肌的生理功能和代谢过程。而TH对骨骼肌的调控作用并不能完全能用这个简单的转录调控模型来解释。表观遗传学调控特别是miRNA调控是否参与了TH对骨骼肌的调控作用就非常值得研究。我们比较了不同TH水平的小鼠的miRNA表达谱，发现了一些在骨骼肌里受TH调控的miRNA，并在体外细胞培养系统里进行了确认。本申请项目将对受TH调控的miRNA进行深入研究，探索TH调控miRNA表达的分子机制，发现具有重要功能的miRNA的靶基因，阐明miRNA的作用机理，然后将TH在骨骼肌中的作用与miRNA的功能相互联系，从而发现TH的一个新的调控途径，最终揭示TH对骨骼肌生理功能和代谢过程进行精细调控的新分子机制。我们的研究将提高目前对于TH功能的认识层次，开拓一个新的研究方向。

甲状腺激素（TH）可以通过甲状腺激素受体（TR）在转录水平调控骨骼肌许多基因的表达，从而影响骨骼肌的生理功能和代谢过程。而TH对骨骼肌的调控作用并不能完全能用这个简单的转录调控模型来解释。表观遗传学调控特别是miRNA调控是否参与了TH对骨骼肌的调控作用就非常值得研究。在前期研究过程中，我们比较了不同TH水平的小鼠的miRNA表达谱，发现了一些在骨骼肌里受TH调控的miRNA。本项目旨在对受TH调控的miRNA进行深入研究，发现具有重要功能的miRNA的靶基因，阐明miRNA的作用机理。.通过体内外各种实验的验证，我们发现miR-133a1是TH的直接靶基因。进一步的研究发现，在骨骼肌受损早期的修复过程中，p38的活性以及miR-1和133的表达都有显著下降。实验结果显示，miR-1和133能够抑制细胞周期蛋白Cyclin D1的表达，从而导致成肌细胞停滞在G1期。此外，我们证明了Sp1是miR-133的直接靶基因，同时，Sp1能够调控Cyclin D1的转录。而miR-1不同于miR-133，它可以直接作用于Cyclin D1的3’-UTR，从而影响Cyclin D1的蛋白水平。我们还发现FGF2在骨骼肌再生早期的表达升高，是导致p38信号通路减弱及miR-1和133表达下降的原因。这些结果表明，在骨骼肌再生早期，FGF2抑制了p38信号通路和miR-1和133的表达，从而使Sp1及Cyclin D1这两个蛋白表达升高，最终促进成肌细胞的增殖。.另外，我们还发现miR-133在不同类型肌纤维中表达具有显著差异，还能够调控快慢肌的转型过程。进一步的研究发现，miR-133a可以通过抑制慢肌的关键调控基因TEAD1来实现对快慢肌转换的调控。通过这部分的研究我们证明了miR-133a可以作为TH的直接靶基因，并介导了TH负向调控基因表达的功能。我们于是提出了这样的一个工作假说，受TR负向调控的靶基因很可能是由miRNA所介导的。综上所述，我们的研究揭示了一个TH通过miRNA来实现功能的表观遗传学调控机制。