骨骼肌由多個單核成肌細(xì)胞融合而成，并受成肌細(xì)胞增殖和分化影響。作為大多數(shù)生物過程執(zhí)行者的蛋白質(zhì)，對其調(diào)控因子和機(jī)制的研究，成為理解骨骼肌發(fā)育的重要基礎(chǔ)。常見的蛋白質(zhì)組學(xué)研究方法如聚丙烯酰胺凝膠電泳、質(zhì)譜分析技術(shù)、無標(biāo)記蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)等，在成本、分辨率和靈敏度上都有一定局限性。與其相比，蛋白質(zhì)芯片和抗體芯片技術(shù)，利用抗體陣列結(jié)合和識別生物樣本中大量待測蛋白質(zhì)，不僅具有高靈敏度和高特異性的特點(diǎn)，還可以大大減少樣本的消耗，為蛋白質(zhì)組學(xué)分析提供了高通量的技術(shù)手段。
 
家禽中的雞作為肌肉研究的理想模式生物，其相關(guān)的抗體陣列十分有限。因此，有必要建立高通量的雞肌肉抗體陣列，對骨骼肌的生長發(fā)育進(jìn)行探索。已有研究表明，能量代謝包括物質(zhì)代謝和能量產(chǎn)生，兩者相互協(xié)調(diào)可影響骨骼肌的生長。其中線粒體復(fù)合物可抑制肌管形成和肌細(xì)胞生成素表達(dá)，而糖酵解代謝產(chǎn)物乳酸可以重塑細(xì)胞代謝譜，促進(jìn)成肌細(xì)胞增殖和分化，但是目前能量調(diào)節(jié)對骨骼肌的具體調(diào)節(jié)機(jī)制還不清楚。

文章題目為“Chicken muscle antibody array reveals the regulations of LDHA on myoblast differentiation through energy metabolism”于2023年10月發(fā)表在International Journal of Biological Macromolecules雜志，作者來自于廣東省農(nóng)用動物基因組學(xué)與分子育種重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室和農(nóng)業(yè)部雞遺傳育種與繁殖重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室。
 
在這項(xiàng)研究中，作者開發(fā)并使用了由5263種單抗組成的雞肌肉蛋白抗體微陣列，對雞原代骨骼肌母細(xì)胞的增殖和分化進(jìn)行研究。首先從小鼠腹水中收集純化的蛋白免疫抗體，使用英國ArrayJet公司的微陣列生物芯片點(diǎn)樣儀Marathon（新型號M100）點(diǎn)印在硝化纖維素膜包被的玻璃片上，每個樣品10nl。隨后用生物素標(biāo)記蛋白樣品混合物（提取自成肌細(xì)胞和肌小管）對蛋白芯片進(jìn)行孵育，完成后用鏈霉親和素進(jìn)行雜交，最后使用熒光芯片掃描儀檢測Cy3熒光信號。其中(熒光信號強(qiáng)度-背景)/背景信號>2.5的陣列點(diǎn)被定義為陽性點(diǎn)（見圖1）。
 
蛋白芯片篩選結(jié)果發(fā)現(xiàn)：在糖酵解過程中起重要作用的乳酸脫氫酶(LDHA)，在成肌細(xì)胞增殖到分化過程中顯著上調(diào)。因此，作者對LDHA在肌肉形成中的能量代謝調(diào)節(jié)作用進(jìn)行了進(jìn)一步的研究和驗(yàn)證。研究表明，LDHA可促進(jìn)糖酵解和三羧酸（TCA）循環(huán)，通過增強(qiáng)檸檬酸（NADH）循環(huán)抑制電子傳遞鏈（ETC）氧化磷酸化，進(jìn)而提供促進(jìn)成肌細(xì)胞分化的中間代謝物。此外，LDHA也促進(jìn)了糖酵解過程中Akt磷酸化，激活PI3K-Akt通路誘導(dǎo)肌細(xì)胞分化。因此作者發(fā)現(xiàn)了LDHA在調(diào)節(jié)骨骼肌生成中的新機(jī)制，即通過調(diào)節(jié)細(xì)胞輔酶Ⅰ（NAD+）水平進(jìn)而影響成肌細(xì)胞分化和線粒體功能。

 圖1：雞肌肉抗體陣列的構(gòu)建

（A）雞肌肉抗體陣列構(gòu)建工作流程概述.（B）部分樣品的SDS-PAGE蛋白豐度分析，銀染顯色(左)，用Image J分析每個樣品每個條帶的蛋白豐度(右)，所有單條帶的豐度值不超過每個蛋白總豐度值的30%。Lane1 -9代表:100日齡興化雞(XH)骨骼肌，100日齡隱性白普利茅斯巖雞骨骼肌，1日齡XH骨骼肌，18胚齡XH骨骼肌.（C）3只免疫小鼠的血清抗體采用SDS-PAGE和銀染進(jìn)行分析，結(jié)果顯示小鼠1具有最強(qiáng)的免疫應(yīng)答和最高的抗體多樣性。Lane1-3表示小鼠1血清分別稀釋1000倍、2000倍、5000倍；Lane 5-7表示:小鼠2血清分別稀釋1000倍、2000倍、5000倍；Lane9-11表示:小鼠3血清分別稀釋1000倍、2000倍、5000倍.（D）ELISA評估三種免疫小鼠的血清抗體效價.（E）Elisa對隨機(jī)選取的188株細(xì)胞株上清液進(jìn)行價態(tài)測定.

作者通過針對家雞肌肉的蛋白抗體陣列，對成肌細(xì)胞肌發(fā)生過程中涉及的蛋白譜進(jìn)行生物信息學(xué)分析，發(fā)現(xiàn)了能量代謝在增殖到分化的轉(zhuǎn)變中的關(guān)鍵作用。能量代謝相關(guān)蛋白LDHA進(jìn)一步被證實(shí)通過調(diào)節(jié)骨骼肌的糖酵解和線粒體能量代謝過程，影響成肌細(xì)胞的增殖和分化。

原文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2023.127629。
 
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