肌肉生成轉錄因子MRFs基因之表現及功能在正常及病態生理中的調控

在脊椎動物胚胎中，位在神經管旁體節(somites)內的骨骼肌(SKM)幹細胞受到像是FGFs及Wnts等肌肉生成訊號刺激後，肌肉幹細胞會開始表現幹細胞標記基因(Pax3、Pax7)，接著表現Myf5或MyoD以驅使肌肉幹細胞成為肌原細胞(myoblasts)。經過分化訊號刺激後，原先表現Myf5或MyoD的肌原細胞開始表現Myogenin及Mef2c，使細胞開始走向肌肉的終端分化過程。在肌肉發育的後期，Mrf4負責調控肌管 (myotube)的排列及成熟。因Myf5、MyoD、Myogenin及MRF4的表現在骨骼肌中有高度的專一性，所以被統稱為肌肉轉錄調控因子(myogenic regulatory factors, MRFs)。癌症是全世界第二大的致死原因，而癌細胞的轉移是癌症最主要的致死機制。除此之外，癌細胞會釋放可溶的物質(soluble factors)去影響還未受到轉移的器官，導致約80%癌症病人產生嚴重的脂肪及肌肉流失的惡質症 (cachexia)。因此癌細胞釋放的這些可溶物質對肌肉而言是惡質症訊號(chachectic signals)。因MRFs在骨骼肌的再生及代謝扮演了重要的角色，我們想了解活化MRFs的肌肉生成訊號及抑制MRFs的惡質症訊號之間的交互作用。本研究擬測試的肌肉生成訊號包含retinoic acid (RA), thyroid hormone (T3/4), Wnt3a, Shh, FGF8 和 bFGF等，而惡質症訊號則由C26大腸癌細胞(C26)或路易斯氏肺癌細胞 (LCC)所產生的培養基來測試。我們將藉由體外培養的肌原細胞去找出肌肉生成訊號及惡惡質症訊號透過哪些同位調控單元(cis-elements)及轉錄因子去活化或抑制MRFs基因，這些機制會進一步透過帶有C26或LCC腫瘤的小鼠進行驗證。因為MRFs在肌肉生成中扮演重要的角色，如果能清楚的解釋肌肉生成及惡質症信號間的互動機制，將會對未來研發治療肌肉流失惡質症的藥物有重要的貢獻。因此，本次研究主要的目標有以下四點:1.測試肌肉生成及惡質症訊號對MRFs基因表現和功能的影響。2.尋找受肌肉生成及惡質症訊號影響的MRFs同位調控單元。3.探討肌肉生成及惡質症訊號在MRFs同位調控單元的交互作用。4.恢復在惡質症骨骼肌中MRFs基因的表現及功能。