肌纖維多樣性調(diào)控機(jī)制

1、外文翻譯肌纖維多樣性調(diào)控機(jī)制摘要:成體骨骼肌由大量成束的肌纖維細(xì)胞組成。通過比較不同肌纖維的生理特性和收縮蛋白亞型表達(dá)方法可以斷定在哺乳動物至少存在有三種不同類型的肌纖維。不同的骨骼肌，肌纖維組成也有廣泛差異。最近的研究表明，在肌纖維發(fā)育過程中，多種機(jī)制可影響肌纖維類型的產(chǎn)生。肌前體細(xì)胞可依據(jù)肌球蛋白重鏈(MHC分化表達(dá)的亞型分為兩種。神經(jīng)和環(huán)境影響決定肌纖維表達(dá)的收縮蛋白類型，這一點(diǎn)對MHC最為明顯。其他收縮蛋白基因組最初則受MHC基因組的單獨(dú)控制，其后則有一個或多個因素協(xié)調(diào)亞型基因組表達(dá)來影響發(fā)育過程，產(chǎn)生成體表型。肌肉基因表達(dá)研究顯示，調(diào)控作用可發(fā)生在轉(zhuǎn)錄，轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物選擇性剪切，mRNA穩(wěn)

2、定，以及翻譯過程中。目前的主要研究是闡明環(huán)境因素和功能信息是如何影響肌肉基因表達(dá)調(diào)控活動的。關(guān)鍵詞：骨骼肌；肌肉胚胎學(xué)；成肌細(xì)胞1骨骼肌多樣性成熟骨骼肌的產(chǎn)生日益被證明是用來研究控制組織分化和成熟機(jī)制的一項(xiàng)引人矚目的系統(tǒng)。骨骼肌作為模型系統(tǒng)其優(yōu)勢在于，體內(nèi)和體外實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致并且不同發(fā)育和成熟階段特異性的分子標(biāo)記范圍較寬。關(guān)于骨骼肌發(fā)育另一個至關(guān)重要的問題就是肌纖維多樣性的產(chǎn)生機(jī)制。成熟的骨骼肌是成束的肌纖維組成的。每條肌纖維是一個多核細(xì)胞,通過肌腱滑行為骨骼肌提供獨(dú)特的收縮活動。在一塊肌肉中至少可以生理和生化性的鑒別到三種甚至更多類型的肌纖維1。其中一種類型基于收縮速率慢而得來，主要用于氧化呼

3、吸。至少有兩種類型的快收縮的肌纖維,其中一個用于糖酵解(F2B,另一個用于氧化-糖酵解 (F2A。此外, 食肉動物的顎肌包含超高速肌纖維2,也有報(bào)道在哺乳動物存在第三種類型的快速收縮的肌纖維3。不同肌肉內(nèi)不同纖維類型組成因空間組織結(jié)構(gòu)以及對他們對肌肉活動貢獻(xiàn)大小各異，并且即使是特定肌肉也會因不同物種而存在差異1。因此,骨骼肌的發(fā)育引出以下問題：發(fā)育過程中是肌肉纖維多樣性如何調(diào)控的以及進(jìn)化過程中這些特定的肌肉多樣性又是如何選擇性改變的。為了解釋這些問題，有必要獲得用來決定發(fā)展進(jìn)程的代表性分子標(biāo)記。初步假設(shè),如果我們能定義了發(fā)育關(guān)鍵步驟中特定的調(diào)節(jié)基因，就能夠理解控制這一過程的的決策機(jī)制。雖然這樣

4、的一個方法潛在要求就是無可避免的去尋求控制閥, 但是在過去的5年已經(jīng)取得了相當(dāng)大的進(jìn)步，特別在分子水平上的定義了這一問題并且在細(xì)胞生物學(xué)水平上給出了識別特異肌纖維的方法。2肌纖維多樣性的分子基礎(chǔ)具有收縮性結(jié)構(gòu)的組成部分是肌纖維類型最典型的代表性標(biāo)記。利用不同基因產(chǎn)物產(chǎn)生收縮結(jié)構(gòu)，從而反映了不同骨骼肌收縮特性的差異性4。8種定位良好的多基因族對肌小節(jié)（收縮單位）主要組成部分有重要作用。他們分別是肌球蛋白重鏈（MHC）,堿性肌球蛋白輕鏈（MLC）,調(diào)節(jié)MLC，肌動蛋白，原肌球蛋白（TM），肌鈣蛋白亞基（TnC），抑制亞基（TnI）以及原肌球蛋白結(jié)合亞基（TnT）。除肌動蛋白外其他類型都專一為快收縮

5、和慢收縮肌纖維編碼蛋白質(zhì)（見表1）。此外， MHC多基因家族編碼至少三種，大概五種與不同類型成肌纖維相關(guān)的快收縮纖維亞型5(見表1。表1.不同成體骨骼肌收縮蛋白亞型a基因家族骨骼肌慢快MHC MHCSF2A，F(xiàn)2B，F(xiàn)2X，F(xiàn)EO，F(xiàn)SFAlk MLC1Sa，1Sb1F，3FReg MLC2S，2S,2FActinskskTropomyosin，S， FTroponin CSFTroponin ISFTroponin TSFa快縮型MHC基因的5種亞型，只有F2A，F(xiàn)2B和FEO在分子基礎(chǔ)上定義了，F(xiàn)2A，F(xiàn)2B因在快肌纖維內(nèi)表達(dá)而得名。FEO在成體肌膜外發(fā)現(xiàn)。F2X在抗體分析和蛋白分析基礎(chǔ)上

6、命名。FSF在鄂肌表達(dá)超速收縮性能和抗體分析和蛋白分析基礎(chǔ)上命名在所有的收縮蛋白中，大多數(shù)研究集中在MHC。 這在某種程度上反映了肌纖維收縮速率和MHC組成ATP酶活性的密切相關(guān)性6。表明MHC亞型表達(dá)和肌纖維生理存在直接的因果關(guān)系。針對MHC亞型特異性的抗體和DNA探針被利用來追蹤肌纖維決定步驟。已經(jīng)證明,成體慢型MHC的在早期胚胎中檢測到，而快收縮MHC在胚胎期通常沒有7。然而已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，兩種MHC亞型（emb和neo）領(lǐng)先成體快收縮亞型表達(dá)7。因此,從一個胚胎學(xué)的觀點(diǎn)來看，僅存在三種MHC標(biāo)記存在(或者與成體亞型表達(dá)相關(guān)：slow，emb以及neo. 近年來，系統(tǒng)性的cDNA克隆和編碼所有

7、具有收縮性的結(jié)構(gòu)基因基本完成8。除收縮性結(jié)構(gòu)外，肌漿網(wǎng)中Ca2-ATP酶也被產(chǎn)生快慢亞型的對基因族所編碼9。由于標(biāo)記的可信性，使各種各樣的快收縮和慢收縮纖維標(biāo)記活性化來表述肌肉發(fā)育成為可能。3肌肉組織胚胎學(xué)骨骼肌纖維是由暫時獨(dú)立的的成肌細(xì)胞融合物構(gòu)成的多核肌管構(gòu)成成熟后成為肌纖維1。在鳥類和齧齒類動物的四肢，第一層成肌細(xì)胞融合物形成初級的肌管，肌管開始形成于肌群分裂為獨(dú)立的肌肉之前10。次級肌管形成開始于初級肌管形成后，這些次級肌管緊密相接且與初級肌管相對10,11。在人類還存在第三級成肌細(xì)胞融合物，形成三聯(lián)管12。重要部分工作是致力于建立初級肌管和次級肌管與他們的最終命運(yùn)的關(guān)系 10,11。

8、圖1簡易圖解了發(fā)育中的小鼠肢體初級和次級肌纖維MHC亞型表達(dá)的命運(yùn)。就初級肌管而論第一MHC基因表達(dá)編譯MHCemb,而在成熟時并不表達(dá)。隨后另兩種MHCneo和 MHCslow亞型在除去比目魚肌外所有初級肌管進(jìn)行表達(dá)（表1）。除比目魚肌外，第一關(guān)鍵步驟與互相排斥的MHCneo或 MHCslow繼續(xù)表達(dá)有關(guān)，這也與最終形成快或慢收縮性肌纖維步驟相對應(yīng)，然后快系肌纖維表達(dá)決定成體MHC類型。與之相反，在MHCslow表達(dá)決定之前，次級肌小管先促進(jìn)MHC emb+neo的表達(dá)。這標(biāo)志著此決定與肌纖維命運(yùn)的相關(guān)性，隨后這些對MHC emb+neo限制性表達(dá)的纖維決定成體快縮MHC亞型（表1）。以往我

9、們認(rèn)為 MHC emb和neo是快系胚胎期的亞型7。這可能反映了MHC emb，neo以及adult fast基因染色體連鎖,而MHCslow位于一個獨(dú)立的染色體上5。這二者之間的聯(lián)系之所以引起相當(dāng)大的關(guān)注，是因?yàn)樗?dú)特的MHC基因家庭和這種基因結(jié)構(gòu)所可能反映的基因順序表達(dá)13。初級肌小管 次級肌小管emb embemb emb embslow neo neoemb emb embslow neo neoslowslow slow F2A F2B F2X slow F2A F2B F2X圖表1.哺乳動物四肢發(fā)育階段MHC亞型表達(dá)肌小管命運(yùn)簡易圖解體內(nèi)初級和次級肌小管早期表型不可預(yù)測其在成體的纖

10、維表型（表1）。因此很明顯，涉及MHCneoorslow表達(dá)的決定可能是決定纖維的命運(yùn)關(guān)鍵的一步。目前，很少有數(shù)據(jù)關(guān)注MHC表達(dá)的快肌纖維后期分布。和可能，此步驟可能會耦合感應(yīng)到纖維表達(dá)MHC的F2B 亞型所需能量代謝中的糖酵解作用。LaFrambiose等（3）人發(fā)現(xiàn)老鼠隔膜遵循這一過程。他們發(fā)現(xiàn)表達(dá)MHC2A或 2B的大多數(shù)成肌纖維曾表達(dá)過MHC2x。此外，許多纖維會短暫表達(dá)MHC2B。這些數(shù)據(jù)表明特定肌纖維中成體MHC 快型最終表達(dá)選擇比表1闡明的要復(fù)雜得多。我們嘗試著解釋肌纖維多樣性集中決定MHCfast或slow 的機(jī)制，至少有部分原因是由于適宜試劑的可用性，部分由于肌肉功能中MHC

11、分子的重要作用。基本上根據(jù)快與慢肌纖維決定，提出了這兩種截然不同的觀點(diǎn)。4成肌細(xì)胞預(yù)決定20世紀(jì)70年代中期，Hauschka以及他的同事首次證明成肌細(xì)胞是不相同的。在不同的細(xì)胞培養(yǎng)條件下，證實(shí)了雛雞胚胎期和胎兒期成肌細(xì)胞可根據(jù)培養(yǎng)基類型劃分為不同類型14。培養(yǎng)基可根據(jù)培養(yǎng)中形成的肌小管形態(tài)分為兩種14。最新研究將肌纖維分為成纖維細(xì)胞生長因子依賴性和非依賴性兩種15。通過辨別不同成肌細(xì)胞類型不可避免的讓我們想到不同成肌細(xì)胞預(yù)決定各自將要形成的肌纖維類型。肌纖維多樣性預(yù)決定的基本模型：1）由單一成肌細(xì)胞培養(yǎng)繁殖分裂而來的每一個肌小管起初是同一纖維類型，2）體外觀察到的不同成肌細(xì)胞與體內(nèi)相關(guān)的纖維

12、類型是一致的，3成肌細(xì)胞表型可完全預(yù)測最終成體肌纖維類型。這一模型應(yīng)用MHC抗體經(jīng)體內(nèi)外在鳥類和哺乳動物成肌細(xì)胞和肌小管得到檢測。Miller 和 Stockdale證實(shí)雛雞胚胎期成肌細(xì)胞可根據(jù)不同類型的MHC表達(dá)分化形成的肌小管類型分成兩類：一類僅表達(dá)MHCfast，另一種表達(dá)MHCfast和MHCslow（SM1和SM2亞型）。與此對比，胎兒期成肌細(xì)胞初期表達(dá)MHCfast，隨時間延后也表達(dá)SM1。MHCfast抗體檢測到的基因產(chǎn)物數(shù)量未知，導(dǎo)致無法與哺乳動物進(jìn)行對比。但是，雛雞如此多的成肌細(xì)胞類型反應(yīng)了后肢內(nèi)各自肌小管類型的多樣性并且這些成肌細(xì)胞穩(wěn)定遺傳17。因此在當(dāng)時已經(jīng)可以證明與體內(nèi)

13、觀察到得MHC表型與在四肢成肌細(xì)胞類型的存在的一一對應(yīng)關(guān)系，但是卻未能建立這些成肌細(xì)胞類型與及成體纖維類型之間的關(guān)系。在發(fā)育中的嚙齒動物上開展類似研究獲得了較簡單的結(jié)論。Cossu及其同事18觀察到胚胎期小鼠成肌細(xì)胞培養(yǎng)（初級肌小管形成）可表達(dá)MHCemb和slow，胎兒期小鼠成肌細(xì)胞（次級肌小管形成）只表達(dá)MHCemb18，而且胚胎期小鼠成肌細(xì)胞形成小的肌小管，胎兒期形成肌小管較大。由于這兩種類型的成肌細(xì)胞不能產(chǎn)生表達(dá)MHCneo的肌小管，而不能解釋體內(nèi)觀察到的MHC表型（表1）。不過在胚胎期非胎兒期觀察到的MHCslow至少部分說明，不同成肌細(xì)胞的某些MHC表達(dá)方向是遺傳性的。由于培養(yǎng)過程

14、中肌小管指示MHC表達(dá)的決定點(diǎn)，因此最終并未得出這些成肌細(xì)胞對決定成體纖維表型的作用（表1）。因此，很可能是不同類型成肌細(xì)胞對體內(nèi)初級肌小管形成產(chǎn)生了可見差異。但是并沒有直接證據(jù)說明這些不同的成肌細(xì)胞群決定了成體纖維類型。大多數(shù)情況下，這些不同的成肌細(xì)胞來源于不同年齡階段的動物以及不同部位的肌肉。因此，成肌細(xì)胞差異性將啟示我們不同微環(huán)境對成肌細(xì)胞性能的影響多過對成體纖維類型的預(yù)決定。這也暗示了依賴性與非依賴性成纖維細(xì)胞生長因子的存在可能是需要自主調(diào)節(jié)不同的成肌細(xì)胞群而非單單靜止的、增殖或融合形成的肌小管15。5早期快慢亞型表達(dá)非協(xié)調(diào)通過分析其他成體肌纖維類型標(biāo)記表達(dá)，認(rèn)為環(huán)境因素可能在決定纖維

15、類型上的起到重要作用。Kaprielian和Fambrough9觀察到胚胎期和胎兒期成肌細(xì)胞克隆培養(yǎng)可同時表達(dá)肌漿網(wǎng)膜Ca2- ATP酶快，慢亞型。雖然初級肌小管體內(nèi)偏重表達(dá)慢亞型，但是次級肌小管表達(dá)相似水平的快慢兩種亞型。這種結(jié)果從根本上與利用MHC抗體獲得的有所不同，也不能斷定最終纖維類型命運(yùn)。得到的結(jié)論是特定纖維類型Ca2- ATP酶亞型限制性表達(dá)在初級和次級肌小管并非預(yù)先控制的，而是控制纖維成熟的。最好的解釋就是一些環(huán)境影響胚胎后期Ca2- ATP酶特異性纖維沉淀表達(dá)9。盡管MHC和Ca2- ATP酶亞型在發(fā)育雛雞體內(nèi)的表達(dá)不相一致，有一點(diǎn)可以認(rèn)為所有快，慢縮蛋白亞型一旦形成功能單位將

16、在調(diào)控中起到協(xié)同作用。研究表明了MLCs以及Tms快，慢縮亞型表達(dá)，但是快縮亞型表達(dá)占優(yōu)勢19,20。以這些 結(jié)果為基礎(chǔ)加上在鵪鶉細(xì)胞探測的TnCs和 TnT mRNA， Hastings和 Emerson提出最初所有亞型都會表達(dá)，發(fā)育過程中由于快慢肌基因協(xié)同抑制導(dǎo)致特化作用的產(chǎn)生。忽略對所有收縮蛋白的綜合分析，斷定所有基因家族整體調(diào)控是否會發(fā)生是不太可能的。發(fā)育中的小鼠和人類四肢肌收縮蛋白亞型表達(dá)于近日檢測到22。Sutherland等22分析早期發(fā)育中快，慢亞型mRNA含量上的協(xié)調(diào)程度。單純從收縮蛋白基因表達(dá)的數(shù)量協(xié)調(diào)來預(yù)測：在發(fā)育的特殊階段，如果某一快型基因表達(dá)占成體水平30%，那么其他

17、快型基因表達(dá)量也是其成體水平的30%。這一模式將成體纖維作為標(biāo)準(zhǔn)預(yù)測協(xié)調(diào)數(shù)量亞型基因表達(dá)。發(fā)現(xiàn)在體內(nèi)初級肌小管不含有快慢亞型mRNA水平上的數(shù)量協(xié)調(diào)。卻發(fā)現(xiàn)有一些快，慢，和心肌亞型的表達(dá)。次級肌小管形成與小鼠和人類四肢偏重快縮亞型表達(dá)的成對應(yīng)關(guān)系，這預(yù)示著每一個收縮蛋白基因有其自身唯一的mRNA積累的決定因素22。結(jié)論是這些結(jié)果與成肌細(xì)胞規(guī)定快，慢縮蛋白不相容。也有觀點(diǎn)認(rèn)為四肢發(fā)育后期一些環(huán)境因素的影響協(xié)調(diào)抽縮蛋白基因表達(dá)22?？炻湛s蛋白基因協(xié)調(diào)表達(dá)過程也存在嚴(yán)重問題。肌細(xì)胞生成早期如果一系列亞型都表達(dá)，那么收縮蛋白之間表達(dá)量是如何維持的呢？蛋白成分在肌小管結(jié)構(gòu)內(nèi)是嚴(yán)格組裝的23，Droso

18、phila最新研究表明肌動蛋白與肌球蛋白分解比例嚴(yán)重?cái)_亂肌小管的結(jié)構(gòu)24。分析培養(yǎng)的和胎兒期的人類肌小管以及成體骨骼肌為解決這一問題提供了一條可能方法25。我們發(fā)現(xiàn)肌細(xì)胞生成自始至終mRNA積累水平并未對快慢亞型進(jìn)行協(xié)調(diào)調(diào)控，但是去發(fā)現(xiàn)每個基因家族在培養(yǎng)的肌小管，胎兒期肌小管，以及成體骨骼肌三種狀態(tài)下總mRNA積累量相似。這一點(diǎn)與主要調(diào)控每一個基因家族mRNA總表達(dá)量的收縮蛋白量的維持相匹配。這表明，基因家族內(nèi)存在個別獨(dú)立的亞型相關(guān)mRNA表達(dá)量的協(xié)調(diào)機(jī)制25,以及一個協(xié)調(diào)亞型表達(dá)機(jī)制22。6甲狀腺激素影響肌纖維成熟影響肌纖維類型的環(huán)境因素主要有兩方面:激素作用以及神經(jīng)支配。有多篇文獻(xiàn)認(rèn)為不同

19、激素的代謝產(chǎn)物對骨骼肌有影響26，但是只有甲狀腺激素與纖維類型成熟速率有關(guān)。侏儒小鼠和激素注射研究方法都表明MHCneo到MHCadult fast基因表達(dá)的轉(zhuǎn)換受甲狀腺激素的影響27。特別說明，甲狀腺激素的消失會明顯削弱此種轉(zhuǎn)換。相反，甲狀腺激素的準(zhǔn)確控制可以加速這種轉(zhuǎn)換，并且這種促進(jìn)作用獨(dú)立于神經(jīng)支配，這一點(diǎn)也說明了甲狀腺激素對肌肉的直接作用28。另外，Izumo等29觀察MHC亞型在成年鼠表達(dá)時對甲狀腺激素敏感性，然而他們發(fā)現(xiàn)相同MHC基因在不同肌肉對甲狀腺激素截然不同。因此認(rèn)為甲狀腺激素對纖維類型有益的說法不太可靠，但是確實(shí)在肌肉以一種特殊方式影響和調(diào)節(jié)MHC亞型成熟表達(dá)。7肌纖維表型

20、神經(jīng)元控制與甲狀腺激素相比，有強(qiáng)有力的證據(jù)表明神經(jīng)支配決定纖維類型中的作用。Buller等30的經(jīng)典研究揭示轉(zhuǎn)換一條神經(jīng)性慢收縮肌到一條由神經(jīng)支配的快收縮肌，將導(dǎo)致肌肉轉(zhuǎn)換為慢表型。反向試驗(yàn)也將一慢收縮肌轉(zhuǎn)變?yōu)榭毂硇图?。隨后的研究表明這種結(jié)果至少部分解釋了快慢神經(jīng)的不同神經(jīng)沖動樣式31。Salviati等32報(bào)道慢肌纖維的快神經(jīng)持續(xù)作用的慢肌纖維的神經(jīng)支配將導(dǎo)致位于終端的由快神經(jīng)組成的MHCadult fast減少。這些實(shí)驗(yàn)充分證實(shí)了神經(jīng)支配在決定肌纖維類型上的指導(dǎo)作用。肌肉再生作為實(shí)驗(yàn)體系也被用來檢測肌肉纖維類型的決定因子。在成體骨骼肌，發(fā)現(xiàn)靠近每條肌纖維肌纖維膜內(nèi)存在單核衛(wèi)星細(xì)胞。當(dāng)肌纖維

21、損傷時，這些衛(wèi)星細(xì)胞迅速增殖，根據(jù)損傷嚴(yán)重程度要么融合進(jìn)入肌纖維，要么形成新的完整的肌纖維。當(dāng)整塊肌肉再生完全時將表現(xiàn)出初始的纖維表型33。在此體系下，特定纖維信息已知，且快或慢成體肌本質(zhì)上均勻一致可用來分析其決定過程。對比神經(jīng)參與否的肌肉再生，發(fā)現(xiàn)快,慢MHC亞型反應(yīng)性存在區(qū)別。當(dāng)沒有神經(jīng)參與慢肌纖維再生時，MHCaduIt fast表達(dá)，而有神經(jīng)參與時，MHCslow成為僅有的表達(dá)亞型34。與預(yù)計(jì)結(jié)果相同，快肌纖維表達(dá)MHCaduIt fast無需神經(jīng)參與，但是神經(jīng)不參與時MHCneo淘汰率并不完全35。這表明神經(jīng)參與可能影響MHCslow表達(dá)能力和MHCneo向MHCaduIt fast

22、轉(zhuǎn)換，但是體內(nèi)MHCaduIt fast表達(dá)無需神經(jīng)參與36。體外神經(jīng)參與MHCaduIt fast反應(yīng)并不依賴于神經(jīng)反應(yīng)性的肌肉收縮。因此，神經(jīng)可能在細(xì)胞培養(yǎng)中為開啟MHCaduIt fast表達(dá)起到提供營養(yǎng)的作用，而這些營養(yǎng)同樣也可以通過體內(nèi)無神經(jīng)來源物質(zhì)而來。肌肉再生中神經(jīng)對于調(diào)控MHC亞型表達(dá)的能力受肌肉原始胚胎的影響。Hoh 和 Hughes將顎肌移植到四肢的快肌或慢肌肌床上，使其在該肌床的適宜神經(jīng)參與下進(jìn)行再生。顎肌正常表達(dá)在四肢快慢肌上不會表達(dá)的MHCsuperfast亞型。研究發(fā)現(xiàn)再生顎肌受四肢快神經(jīng)支配表達(dá)MHCsuperfast，而非MHCadultfast,但是慢神經(jīng)最初

23、感受表達(dá)MHCsuperfast和MHCslow，隨時間僅有MHCslow得到保留。這表明纖維命運(yùn)受一些顎肌獨(dú)特的性能影響，比如成肌細(xì)胞或細(xì)胞外基質(zhì)的性質(zhì)。與四肢肌肉相比，顎肌具有特有的胚胎起源2，這可能也反映了體節(jié)內(nèi)外成肌細(xì)胞存在根本區(qū)別的緣故。 神經(jīng)支配對纖維類型決定的作用在發(fā)育過程中也得到了檢測。Weydert等37觀察到當(dāng)MHCemb 和MHC F2B消失并非是由于肌肉層的神經(jīng)參與的結(jié)果。生長期小鼠和雛雞上的研究證明盡管MHCslowzai 某些肌小管內(nèi)表達(dá)靈敏，但是初級肌小管初期表達(dá)的MHCemb和slow并非全部由于神經(jīng)參與，然而初級肌小管內(nèi)慢性表達(dá)的維持很大程度上依賴于神經(jīng)支配1

24、1,38,39。因此，這些研究更加強(qiáng)了神經(jīng)對MHC slow表達(dá)的控制作用。8肌纖維多樣性復(fù)合機(jī)制成肌細(xì)胞預(yù)決定和神經(jīng)支配可能對于建立橫紋肌表型中起到互補(bǔ)作用（表2）。有一點(diǎn)可以肯定的是，新生肌小管MHC亞型表達(dá)融合過程中受成肌細(xì)胞類型的影響。因此，本質(zhì)上，嚙齒動物成肌細(xì)胞可產(chǎn)生表達(dá)MHCemb和slow的肌小管，而單一的環(huán)境因素影響MHCneo的表達(dá)。次級肌小管用來表達(dá)MHCemb（并非MHCslow），而MHCneo表達(dá)受控于環(huán)境。一旦MHCslow表達(dá)開始，需要神經(jīng)輸入來維持，而這一點(diǎn)影響是真正有指導(dǎo)意義的。而神經(jīng)輸入停止，MHCneo和adultfast可能就會表達(dá)，但是似乎這一過程尚

25、需環(huán)境因素的影響。與肌肉再生有關(guān)的衛(wèi)星細(xì)胞類似次級肌小管，有表達(dá)MHCemb而非MHCslow的傾向。這些細(xì)胞需要神經(jīng)輸入來選擇MHCslow，次級肌小管也是如此。因此，MHC表達(dá)基礎(chǔ)上成肌纖維為表型的建立反映了神經(jīng)影響與肌小管早期決定向疊加的原理。雖然神經(jīng)支配的準(zhǔn)確本質(zhì)尚不清楚，但是很可能在于提供營養(yǎng)因子或者影響肌肉收縮能力。由于研究數(shù)據(jù)欠缺，其他肌纖維收縮蛋白亞型的特殊表達(dá)的發(fā)生還是很復(fù)雜的問題。但是，來自小鼠和人類亞型表達(dá)的近期研究可給出一個可能的解釋22。在人類和小鼠體內(nèi)初級肌小管以及體外人類衛(wèi)星成肌細(xì)胞優(yōu)先表達(dá)某些分化初期表達(dá)的亞型22,25，而且這些優(yōu)先表達(dá)的亞型均自心臟，并非在成

26、體骨骼肌內(nèi)高水平表達(dá)。因此，肌小管收縮蛋白亞型初期表達(dá)順應(yīng)遺傳規(guī)律，即纖維命運(yùn)獨(dú)立。需考慮到纖維命運(yùn)的某些亞型早期重載以及亞型數(shù)量的協(xié)調(diào)表達(dá)，正如成體纖維內(nèi)發(fā)現(xiàn)的那樣只有在初期進(jìn)程按規(guī)劃進(jìn)行時才可發(fā)生。除收縮蛋白亞型調(diào)控外，研究證實(shí)存在另一種區(qū)別先分類型的調(diào)控機(jī)制。Sutrave等40觀察到鼠類MSV病毒導(dǎo)致的c-ski致癌基因縮短結(jié)構(gòu)的引入與后肢（非隔膜的）F2B 和 F2x纖維選擇性肥大相一致。某些類型的纖維肥大感應(yīng)或排斥是由于MSV導(dǎo)致的纖維特異性隨意表達(dá)或縮短的c-ski致癌基因特異性翻譯的結(jié)果。因此，依據(jù)轉(zhuǎn)換因子的激活表達(dá)參與將纖維種類進(jìn)行分門別類而非僅劃分為快慢收縮類型。另外，由于

27、不同肌纖維床大小不同，也可以按照纖維對引起細(xì)胞生長或肥大的因素的不同反應(yīng)能力差異性進(jìn)行分類1。雖然對縮短的c-ski致癌基因耐受的小鼠不會直接表達(dá)，但通過纖維類型轉(zhuǎn)基因高水平表達(dá)與特異性肥大結(jié)果一致，證明類似c-ski的因子會參與生長信號傳遞。圖表2.發(fā)育過程中MHC亞型表達(dá)和肌小管再生多重調(diào)控機(jī)制（源自雛雞，小鼠，以及大鼠研究結(jié)論）9肌肉基因表達(dá)復(fù)合機(jī)制許多生物學(xué)家研究肌肉的最終目標(biāo)是去識別直接負(fù)責(zé)調(diào)控發(fā)育中肌肉特定基因的分子物質(zhì)。假設(shè)，我們知道每個編碼特定類型纖維基因轉(zhuǎn)錄的控制因子，我們就能夠在基因調(diào)控水平上闡明決定步驟。特別說明一點(diǎn)，對于成體肌內(nèi)存在協(xié)同調(diào)控快慢亞型基因的因子存在尚有懷疑

28、。多個實(shí)驗(yàn)室研究工作開始了拆分轉(zhuǎn)錄調(diào)控肌肉激活子基因，但到目前為止尚未取得有關(guān)纖維類型決定的適用信息。然而有效數(shù)據(jù)表明這與多重機(jī)制有關(guān)。MyoD基因族與肌肉特定基因表達(dá)緊密相關(guān)42。MyoD相關(guān)基因編碼非肌性細(xì)胞內(nèi)的可一起肌肉特定蛋白表達(dá)的調(diào)控蛋白41,42。這些調(diào)控基因家族被認(rèn)為是編碼肌肉決定基因的候選基因，已成為綜述的主要對象41,42，同時也是決定不同肌小管群特定類型纖維性質(zhì)的候選基因。但是比較細(xì)胞培養(yǎng)中不同成肌細(xì)胞不同MyoD家族成員與MHC亞型表達(dá)并未發(fā)現(xiàn)清晰的聯(lián)系43。另外，包含MyoD的限制位點(diǎn)的基因并非以特定纖維的方式進(jìn)行表達(dá)41,42。與此同時，MyoD基因家族的作用在于聯(lián)系

29、肌肉特定基因表達(dá)的早期激活和維持。檢測肌肉特定基因轉(zhuǎn)錄控制區(qū)域是相當(dāng)復(fù)雜的8。肌肉肌酸激酶a-actin, a5k-actin, MLC1/3f, TnT, 以及TnIf激活子被仔細(xì)研究，提出了多重限制位點(diǎn)反式作用因子的異相排列8,44。大多數(shù)研究利用培養(yǎng)中的細(xì)胞來識別調(diào)控基因轉(zhuǎn)錄因子，細(xì)胞培養(yǎng)識別因子準(zhǔn)確反映程度上存在以下潛在的問題：1）內(nèi)源基因活性2）因子體內(nèi)作用，例如ca和sk肌動蛋白激活子轉(zhuǎn)入C2成肌細(xì)胞末端起到相同作用，而內(nèi)源基因表達(dá)了非常不同的水平45。調(diào)控基因決定區(qū)或檢測本身缺少將導(dǎo)致相應(yīng)的轉(zhuǎn)載基因和內(nèi)源性基因失去活動能力。另外，研究發(fā)現(xiàn)細(xì)胞培養(yǎng)中并不重要的肌肉肌酸激酶基因區(qū)域卻對轉(zhuǎn)基因小鼠高水平表達(dá)非常重要46。最后，培養(yǎng)中的細(xì)胞基因轉(zhuǎn)載可很好的明確新生肌小管內(nèi)基因早期表達(dá)相關(guān)的區(qū)域。細(xì)胞培養(yǎng)中對特定纖維類型檢測的缺少，有必要利用轉(zhuǎn)基因小鼠來揭示相應(yīng)的調(diào)控序列。這種情況下，Hastings等47證實(shí)轉(zhuǎn)基因小鼠中導(dǎo)入編碼特定纖維類型蛋白（TnIf）的編碼基因，可適當(dāng)調(diào)控表達(dá)過程。同時也證實(shí)了該方法的可行性，但是很顯然通過分析堿基對來劃定特定纖維調(diào)控區(qū)域有些不切實(shí)際。小鼠細(xì)胞培養(yǎng)鑒定出的調(diào)控區(qū)域可用來探測生物功能。雖然這對快速鑒定特定纖