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.收稿日期：2012-09-21； 修改日期：2013-07-19 基金项目：国家自然科学基金（编号；） 资助作者：石军（1983—），湖北黄冈人； 医生; 主要从事鱼类基因调控研究。 E-mail: 通讯作者: **长沙人; 教授; 主要从事鱼类肌肉发育及基因调控研究。 E-mail: doi: 10.7541/2013.155 鱼肌肉生长分化与基因表达调控（长沙大学生物工程与环境科学系，长沙），楚武--她(,,,中国) 肌肉卫星细胞（肌肉干细胞）； 肌肉分化和生长； 基因表达的调节:;();;tion 组织和运动器官是人类食物的重要蛋白质来源。
从发育分子生物学的角度来看，以鱼类为重要养殖对象的水产养殖，本质上是根据实际生态条件，采用适当的养殖技术，最大限度地实现鱼类肌纤维细胞的快速增殖和快速肥大。 ()、促进肌肉组织快速生长发育，实现快速生长。 与其他脊椎动物一样，鱼类的躯干和尾部骨骼肌是由位于轴旁中胚层的体节从前部到后部分化形成的。 在生肌调节因子的作用下，每个体节进一步分化成不同类型的肌纤维或肌肉组织，即位于躯干深层的白色肌肉称为快肌，位于表皮下的红色肌纤维称为慢肌。 组装和调控的过程本质上是鱼类生长发育过程中相关功能基因表达和调控因子相互作用的结果。 这是鱼类发育生物学亟待研究的核心问题。 因此，研究和了解鱼类肌纤维分化与相关功能基因时空表达的内在关系以及相关调控因子的作用机制，对于促进养殖鱼类快速生长、提高养殖鱼类的生存质量具有潜在的应用指导意义。养殖效率。 本文拟综述肌肉卫星细胞的起源、定向分化、慢肌和快肌的形成，以及肌源性调节基因（MRFs）和结构基因的共表达与肌细胞增殖和增大的相关性。鱼肌肉生长。 。 肌肉卫星细胞（肌肉干细胞）起源与分化 肌肉卫星细胞在肌肉生长和修复过程中提供新肌纤维的细胞来源，因其具有自我分化和更新能力，也被称为肌肉干细胞。
肌肉卫星细胞被认为是肌源细胞谱系，其起源仍不完全清楚。 有两种假设：体节起源和内皮起源。 体节起源假说来自于小鸡和鹌鹑的异源嵌合体实验，认为肌肉卫星细胞来源于体节中胚层的多能干细胞。 从本质上讲，肌肉卫星细胞的内皮起源理论与体节起源理论并不冲突。 成熟的肌肉卫星细胞可以同时表达内皮细胞，例如。 在胚胎发生的早期，主动脉和体节的解剖位置是相邻的，表明这两个谱系具有相似的起源。 此外，肌肉卫星细胞所表现出的异质群体特征也可能是这种双重起源的反映。 尽管肌肉卫星细胞在肌肉生长和修复中发挥着至关重要的作用，但它们在鱼类中的研究却很少。 组织学和电镜已证实硬骨鱼骨骼肌中存在类似的肌肉卫星细胞，但其起源、细胞生物学特性以及增殖和分化的机制尚未深入研究。 食物、温度等环境因素以及生长激素、IGF样激素等内源性因素被认为与肌肉卫星细胞增殖分化的激活直接相关[10],但鱼类肌肉卫星细胞激活的分子机制第 1146 章因此，研究鱼类肌肉卫星更新和激活的分子机制，无疑有助于我们获得促进肌肉生长的相关技术方法，在水产养殖中具有直接或间接的应用，以增加鱼类肌肉产量和预防肌肉疾病。 价值。 现有研究表明，Pax3和Pax7的表达是肌肉卫星细胞的特异性标志物。
同时，它们在肌肉卫星细胞的增殖和分化中发挥着重要作用[11]。 研究表明敲除 Pax7 基因会导致肌肉卫星细胞凋亡,进而导致小动物出生后肌肉再生很少[12,13]。 作为转录因子，它直接调节生肌调节因子的表达，进而影响肌细胞的分化。 基因表达和细胞定位研究表明，肌肉卫星细胞通过不对称细胞分裂维持生肌细胞的激活和自我更新，肌肉卫星分裂的一些子细胞维持干细胞的功能，而其他子细胞则被激活。形成肌细胞，然后发育成肌纤维[14-16]。 这种保持干细胞特性的子细胞继续保持高水平表达，而已经被激活进入分化肌细胞阶段的子细胞则高水平表达。 因此，Pax3//MyoD表达的变化是控制肌肉卫星细胞增殖、活化和分化的关键点。 肌肉干细胞的自我更新可分为对称分裂和不对称分裂。 匡等人。 提供的证据表明，对称分裂占整个肌肉干细胞的90%，产生的子细胞与基质膜和肌纤维接触并被紧密包围。 通过检测标记基因( )的表达，提示肌肉干细胞的对称分裂不仅能产生自我更新细胞(Pax7，而且还能产生两个肌原定向子细胞(l) Pax7肌肉干细胞不对称分裂占所有肌肉组织干细胞分裂的10%%，一个肌肉干细胞（）Pax7和定向子细胞Pax7仍然与基质膜接触，而另一个子细胞失去了与基质膜接触的机会，但仍然保留了与肌纤维细胞膜通讯的能力。
靠近肌膜的子细胞高表达Pax7，靠近基质膜的子细胞优先表达Pax7。 这表明前者很可能与肌纤维融合，而后者很可能在干细胞分裂过程中保留在原位，以便后续分裂产生其他肌肉干细胞或再次进入休眠状态[17,18]正常情况下的肌肉卫星细胞成熟的肌肉组织处于休眠状态时，也可以被激活，例如修复肌肉损伤。 卫星细胞一旦被激活，就会分化为卫星细胞驱动的成肌细胞，进一步分化融合形成肌管，成熟的肌管随后形成肌纤维（不包括卫星细胞的自我更新）。 CD34、/b-gal等基因可在休眠的肌肉卫星细胞中表达。 当肌肉卫星细胞被激活时，MyoD基因的标志开始快速表达，然后作为晚期标记基因激活肌肉细胞的分化。 MLC3F-tg的时间表达模式是骨骼肌动蛋白和MyHCD等许多肌肉结构基因所特有的，也是肌节聚集细胞晚期分化的标志物[16]。 最近的研究表明，组蛋白修饰是各种发育过程中的重要调节因子。 模型。 组蛋白乙酰化或脱乙酰化伴随着染色质松弛或压缩，从而导致基因激活或沉默； 组蛋白不同位置的甲基化也与基因的激活和沉默密切相关[19] 组蛋白甲基化是由含有SET结构域的组蛋白甲基转移酶（SmyD）催化的。
斑马鱼中分离出肌肉特异性甲基转移酶SmyD1基因，该基因与转录因子sKNAC结合，直接影响肌肉分化。 研究发现，敲除 SmyD1 的斑马鱼肌肉细胞的分化被阻断 [20, 21]。 与斑马鱼实验的结果一致，sKNAC 基因敲除小鼠由于肌肉发育受损而体型较小 [22]。 基于SmyD1在肌细胞分化过程中的作用及其与sKNAC的密切关系，推测其对于成鱼肌细胞中肌肉卫星细胞分化的激活和肌细胞的形成至关重要，其机制可能是 SmyD1 通过组蛋白 MyoD 甲基化直接参与调节 MyoD 基因的表达，从而导致肌肉卫星细胞的分化和再生[13, 14] 鱼类成肌细胞分化、肌纤维增殖增大并形成慢肌抽搐和快抽肌类型 鱼类的躯干和尾部骨骼肌起源于早期胚胎体节，通过体节旋转形成皮质体节（ ）和原始肌纤维（ ）。 在这个分化过程中，细胞（）停止分裂求医网信息，融合形成肌管（），同时表达一类肌肉特异性蛋白，最终分化形成两种不同类型的肌纤维，即快肌纤维称为白肌和红肌纤维 慢肌 [21] 快肌一般占据躯干肌肉的主要部分，位于体节的深部，而慢肌则位于皮下肌的表层部分[24]。
关于成肌细胞分化形成慢肌纤维和快肌纤维的方式存在分歧。 有学者认为鲑鱼、鳟鱼和斑马鱼脊索深层的成肌细胞首先分化形成快肌，而表层的成肌细胞则分化为慢肌[25, 26] 有学者认为斑马鱼的肌纤维首先分化形成慢肌，然后逐渐分化产生快肌纤维[27]。 ，等人。 利用双原位杂交追踪鲑鱼快肌和慢肌的分化，证实原始成肌细胞从近端脊索向外辐射迁移，在肌小节表面形成浅表慢肌，而生成快肌快肌起源于体节中部，从体节外侧由内向外逐渐延伸[28]。 尽管对于肌纤维前体细胞的定位、迁移和分化尚有分歧肌肉是如何生长，但一般认为，鱼类体节形成末期，在体节深部形成快肌纤维，并形成单层肌纤维。慢肌细胞形成于体节表面。 肌成纤维细胞进一步分化形成快肌和慢肌[29, 30]。 鉴于此，利用不同的鱼类模型进一步研究揭示慢肌和快肌形成机制是鱼类肌发生生物学的重要科学问题之一。 脊椎动物的肌肉生长分为两种：定义的（）和未定义的（）。 肌肉生长受限最典型的代表动物是哺乳动物，因为它们的个体大小有限； 而鱼的肌肉生长则相对不受限制，因为鱼没有固定的大小，鱼的肌肉生长分化和基因表达调控1147有些鱼在其一生中持续生长[31]。
这两种生长方式的主要区别在于肌纤维生长的不同。 与哺乳动物不同，鱼类表现出不受限制的生长的主要原因是鱼类可以通过招募新的肌纤维（即）来增加肌肉质量，并且还可以增加现有肌纤维（即）的大小[32, 33]。 鱼类孵化后期的肌肉细胞增殖，也是肌肉补充的过程，这使得鱼类的肌肉生长方式与其他脊椎动物有所不同，主要是因为鱼类出生后肌纤维的数量并不是固定的，而是其次是肌纤维增厚和肥大的过程[34]。 但并不是所有的鱼肌肉生长都是无限制的生长，
