骨骼肌是機體最大的能量利用組織，其健康與發(fā)達的生理機能對于個體的運動性能和代謝健康至關(guān)重要。在畜牧業(yè)生產(chǎn)中，骨骼肌是畜禽提供高品質(zhì)肉的主要載體。尹靖東教授課題組最早在研究我國地方豬肌內(nèi)脂肪含量特異性沉積的過程中，鑒定并揭示了胞內(nèi)氯離子通道家族成員CLIC5（Chloride intracellular channel 5）在骨骼肌中成肌-成脂平衡中發(fā)揮著促進成肌分化、抑制成脂分化的新功能，但其調(diào)節(jié)機制尚不清楚。

 

　　本研究利用小鼠模型在體內(nèi)解析了CLIC5對肌肉發(fā)育的影響和細(xì)胞學(xué)機制，發(fā)現(xiàn)骨骼肌特異性敲除CLIC5顯著降低了小鼠出生后的體重和肌肉重量，減少了骨骼肌衛(wèi)星細(xì)胞的數(shù)量，延遲了衛(wèi)星細(xì)胞的分化進程。為了深入探究CLIC5調(diào)控成肌細(xì)胞分化的機制，研究人員開展了CLIC5的沉默/抑制、過表達和敲除遺傳調(diào)控實驗，發(fā)現(xiàn)CLIC5抑制成肌細(xì)胞增殖，結(jié)合RNA-Seq發(fā)現(xiàn)并驗證了CLIC5通過激活典型Wnt/β-catenin信號通路促進成肌分化和肌管形成。研究人員利用Co-IP、基因編輯技術(shù)進一步揭示CLIC5激活Wnt/β-catenin信號通路的途徑，發(fā)現(xiàn)了CLIC5通過其跨膜區(qū)（C端1-105氨基酸）與BGN結(jié)合，進而激活了Wnt/β-catenin信號的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)。

 

　　在此基礎(chǔ)上，本研究在體內(nèi)進一步驗證了CLIC5發(fā)揮作用的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)。在注射心臟毒素Cardiotoxin構(gòu)建的肌肉損傷模型的體內(nèi)實驗中，進一步證實了骨骼肌敲除CLIC5會顯著降低衛(wèi)星細(xì)胞標(biāo)志性蛋白Pax7的表達水平，同樣抑制BGN-Wnt/β-catenin信號通路，延遲小鼠肌肉的修復(fù)過程，而腺相關(guān)病毒介導(dǎo)的CLIC5過表達則顯著改善了骨骼肌的修復(fù)能力。

 

　　本研究闡釋了CLIC5在骨骼肌發(fā)育和再生中的重要作用，為豬骨骼肌發(fā)育、提高優(yōu)質(zhì)豬肉的生產(chǎn)效率提供了重要的調(diào)控靶點和理論依據(jù)；為以CLIC5調(diào)節(jié)肌肉衛(wèi)星細(xì)胞池及其分化節(jié)奏功能為基礎(chǔ)，為外界環(huán)境刺激、衰老等導(dǎo)致的肌肉損傷后的再生治療提供了潛在策略。

 

　　中國農(nóng)業(yè)大學(xué)為該研究工作的第一完成單位，張鑫副教授、博士生何琳娟和王黎琦博士（已畢業(yè)， 現(xiàn)工作于中國生物技術(shù)發(fā)展中心）為共同第一作者，尹靖東教授為通訊作者，趙興波教授對本研究給予了大力支持。已畢業(yè)博士王宇波、博士后閆恩法以及在讀研究生萬波揚、曾秋羽等也參與了本研究工作。研究獲得了“十四五”國家重點研發(fā)計劃課題（2021YFF1000603）、國家自然科學(xué)基金重大項目（31790412）和面上項目（32372898）和中國農(nóng)業(yè)大學(xué)2115人才培育計劃的資助。

 

　　原文鏈接：https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adq6795