硒蛋白W对鸡缺硒性骨骼肌损伤中钙稳态的调控

Chicken skeletal muscle injury induced by selenium deficiency could cause the content of Selenoprotein W decrease, calcium dyshomeostasis. The secondary structure of Selenoprotein W contains calmodulin domain. However, its mechanism of action of calcium homeostasis is not clear. This study established the model of selenoprotein W gene knock chicken and overexpression models of selenoprotein W gene knockout skeletal muscle cells. Base on the cases model of chicken muscle damage induced by selenium deficiency, using RNA interference, overexpression, flow cytometry, Western blot, real-time quantitative PCR and laser scanning confocal microscope to detect calcium homeostasis, content and mRNA level of calcium sensitivity receptor, calcium uptake and release of sarcoplasmic reticulum, calmodulin, calprotectin, muscle plasma nets related stress factor (GRP78/Bip、CHOP/GADDl53、XBP-1) and apoptosis, which could clarify the mechanism of Selenoprotein W on calcium homeostasis induced by selenium deficiency in chicken muscle damage. The implementation of this project will contribute to a better understanding of pathogenesis of selenium deficiency disease, but also to provide new ideas for comparative medicine in the field.

鸡缺硒性骨骼肌损伤中存在硒蛋白W含量降低与钙稳态紊乱，硒蛋白W二级结构中存在钙调结构域，但其在钙稳态失衡中的作用机制尚不清楚。本试验首先建立硒蛋白W基因敲除鸡模型和骨骼肌细胞体外培养的硒蛋白W基因敲除和过表达模型，在人工复制鸡缺硒性骨骼肌损伤病例模型基础上，应用RNA干扰和过表达技术、流式细胞术、蛋白印记试验、实时荧光定量PCR检测技术、激光共聚焦显微技术等，通过对骨骼肌内钙稳态、钙敏感性受体含量及其基因mRNA表达、肌浆网钙摄取与释放、钙调蛋白、钙网蛋白、肌浆网相关应激因子（GRP78/Bip、CHOP/GADDl53、XBP-1）、细胞凋亡等的检测，阐明硒蛋白W在鸡缺硒性骨骼肌损伤钙稳态失衡中的作用机制，本项目的实施将有助于加深对该病发病机理的认识，同时也为比较医学在该领域的研究提供新的思路。

鸡缺硒性骨骼肌损伤中存在硒蛋白W含量降低与钙稳态紊乱，但硒蛋白W与骨骼肌钙稳态失衡的关系尚不清楚。本试验在人工复制鸡缺硒性骨骼肌损伤病理模型、建立硒蛋白W基因敲低鸡胚模型和体外培养硒蛋白W基因敲低成肌细胞模型的基础上，应用流式细胞术、蛋白印记试验、实时荧光定量PCR检测技术、激光共聚焦显微技术等技术，证实硒蛋白W表达降低可引起鸡骨骼肌组织钙离子水平降低，硒蛋白W通过影响钙通道SERCA、CACNA1S、TRPC1、TRPC3活性及水平导致成鸡缺硒性骨骼肌钙流失；硒蛋白W低表达能够降低抗氧化酶（GPx、SOD、CAT等）活性、ROS和MDA水平升高，引起骨骼肌发生氧化应激；硒蛋白低表达可通过影响Gpx1、Gpx2、Gpx3、Gpx4、Dio1、Dio2、Dio3、Txnrd1、Txnrd3、Selt、Selu、Seln、Sel15、Sels的表达水平参与到缺硒性骨骼肌损伤过程；硒蛋白W低表达可引起肌浆网相关基因（GRP94、GRP78、HSP27、HSP40、HSP60、HSP70、HSP90、HO-1、ATF4、ATF6、EIF2A、IRE等）表达增加，继而引起内质网应激；硒蛋白W能够影响成肌因子Myf-5、Myogenin及MRF4的表达，进而影响成肌细胞分化；硒蛋白W低表达能够引起NF-κB、TNF-α、iNOS、COX-2及PTGES表达增加，骨骼肌发生炎症反应。此外，硒蛋白W低表达能够引起心肌、肝、脑发生炎症反应和细胞凋亡，低硒能够引起肾、脂肪和动脉组织发生炎症反应，内分泌紊乱。本项目的顺利实施，建立的鸡胚硒蛋白W基因敲低技术将为其它研究提供借鉴，硒蛋白W功能的阐释，对加深缺硒性骨骼肌疾病发病机理的认识，同时也为比较医学在该领域的研究提供了新的思路。