科学家发现甲状腺激素调控骨骼肌肌纤维类型的新机制

远志

[本刊讯]中国科学院上海生命科学研究院营养科学研究所应浩研究组发现骨骼肌中受甲状腺激素调控的miR-133a介导甲状腺激素对肌纤维类型的调控作用，并提出了miRNA可介导甲状腺激素负调控基因表达的新观点。The Journal of Cell Biology 2014年12月15日在线发表了该研究成果的论文。

哺乳动物骨骼肌肌纤维类型是动态的。它是骨骼肌可塑性的基础。每个单独的肌纤维决定了骨骼肌表型改变的潜能。最初形成的肌纤维受到发育时序的调控，其后发育成熟的肌纤维具有更为强大的适应能力。肌纤维类型很大程度上受神经支配。已有研究显示，甲状腺激素对于骨骼肌肌纤维分型具有决定作用，然而，甲状腺激素对肌纤维类型调控的分子机制仍不清楚，特别是甲状腺激素对基因负调控的机制一直存在争议。

miRNAs是近年发现的一类全新的调控因子，它在转录后水平调控基因的表达。一系列的细胞、动物和人体实验表明，miRNAs在骨骼肌发育过程中起着不可或缺的作用。尤其是一些肌肉特异性microRNA（myomiRs），它们对骨骼肌的生长、分化和肌纤维类型的决定都有至关重要的作用。很多骨骼肌相关疾病中发现myomiRs表达的异常，这在一定程度上也证明myomiRs在维持骨骼肌正常功能上的作用。同时，这些myomiRs很有可能成为未来病理诊断的一个新指标，甚至成为针对骨骼肌相关疾病的特异性治疗药物。

研究人员在实验中利用一系列体内和体外实验研究甲状腺激素对于骨骼肌肌纤维分型调控的机制。发现miR-133al受到甲状腺激素的直接调控。报告基因分析和染色质免疫沉淀实验表明，这一全新的调控作用依赖于甲状腺激素受体（TR）和miR-133al上游的TRE序列。功能研究发现，miR-133a不仅在快肌中具更高的表达，而且也参与骨骼肌肌纤维分型的调控。通过查询靶基因数据库，发现TEAD1这一基因的3非编码区（3-UTR）上具有miR-133a潜在的调控位点。进一步的实验表明，TEAD1确实存在两个miR-133a的保守结合位点，而且这两个位点都参与miR-133a对TEAD1基因表达的调控过程。实验还证实，miR-133a对骨骼肌肌纤维类型的调控是由转录因子TEAD1介导的。

该研究揭示了miR-133a和靶基因TEAD1在甲状腺激素调控骨骼肌肌纤维类型的过程中所扮演的重要角色，为深入了解甲状腺激素在骨骼肌中的重要功能及作用机制提供了新的线索。同时也提示甲状腺激素对基因表达的负调控作用可通过调控miRNA来实现。