骨骼肌是一种异质性、动态性和可塑性强的组织，占成人体重的40%。通过收缩和放松，骨骼肌为身体提供运动和稳定。除了机械功能外，肌肉组织还作为氨基酸、碳水化合物和锌、钙等必需元素的储存库，有助于新陈代谢。肌肉质量的改变与肥胖和糖尿病等疾病有关。在正常情况下，肌肉具有显著的再生能力。然而，某些损伤，如大部分组织的丢失，或退行性疾病会影响肌肉的自我再生。

肌肉损伤后，骨骼肌的干细胞，卫星细胞，被激活并开始复制并发育成成肌细胞。之后，成肌细胞融合形成分化的多核肌管(图1)。

图1所示。内质网(锌和钙离子的储存库)在成肌细胞和肌浆网(相当于肌管)中的表现。锌转运蛋白Zip7位于内质网，将锌转运到细胞质中。

传统上，生长因子是细胞用来传递信号的强大分子，被用来刺激肌肉再生。然而，在高剂量使用它们治疗某些疾病时会产生严重的脱靶效应。它们可以影响其他细胞和组织，改变细胞稳态，促进癌症的发展。在这项工作中，我们研究了锌触发肌原性分化的作用，作为使用高剂量生长因子的替代方法。先前的研究表明，锌官方manbetx手机版在肌肉组织中很重要，可以增加成肌细胞的增殖，并在细胞内充当次级信使。因此，细胞外信号能够激活细胞内锌浓度的短暂变化。这些锌浓度的梯度改变了某些分子开关的活性，如蛋白激酶。Akt是被锌激活的最重要的激酶之一，同时也是肌肉再生所必需的。然而，锌信号如何影响肌肉再生尚不完全清楚。

在这项工作中，我们发现锌促进成肌细胞的增殖、分化和肌管成熟。我们观察到，在锌的作用下，成肌细胞表现出更高的融合率，形成多核细胞，肌管变厚。我们还观察到细胞的成肌分化和锌管理之间的直接关系。与未分化的成肌细胞相比，分化的肌管对高浓度锌有更好的抵抗能力，细胞内锌含量更高。此外，在高浓度锌刺激后获得的成熟肌管会积累锌，因此我们假设它们具有锌储藏库的功能。

之后，我们研究了锌转运蛋白Zip7在锌介导效应中的作用。这种转运体将锌从细胞内的储藏库输送到细胞质中。在单核成肌细胞中，Zip7分布在细胞核周围，而在多核肌管中，Zip7沿肌管分布，与成肌细胞的内质网和肌管的肌浆网分布相同(图1)。

我们的研究表明，锌通过Akt信号通路，通过锌刺激转运蛋白Zip7，引发肌源性分化的增强(图2)。

图2所示。锌激活的信号机制在成肌细胞中增强成肌分化的表现。

为了证明锌转运蛋白Zip7的相关性，我们通过RNA干扰降低Zip7的表达，阻碍新的Zip7蛋白的合成。因此，我们观察到Akt信号传导和肌源性分化的显著减少，以及多核细胞比例的减少，从而证明Zip7蛋白在锌介导的成肌细胞分化和肌管成熟中的作用。

我们建议锌作为一种活性元素来刺激肌肉再生，作为使用生长因子的替代方案。

Hayk Mnatsakanyan¹，帕特丽夏Rico^1，2，Manuel Salmeron-Sanchez^1、2、3
1生物材料与组织工程中心(CBIT)瓦伦西亚政治大学，瓦伦西亚，西班牙
²生物工程、生物材料和纳官方manbetx手机版米医学生物医学研究网络中心(CIBER-BBN)，西班牙瓦伦西亚
^3.细胞微环境研究中心。格拉斯哥大学工程学院生物医学工程系，英国格拉斯哥G12 8LT

出版

锌摄取通过Zip7转运蛋白和激活Akt信号转导通路促进成肌细胞分化。
Mnatsakanyan H, Serra RSI, Rico P, Salmerón-Sánchez M
2018年9月11日

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