肌腱分化过程中转录因子Scleraxis和Mohawk的协同分子网络研究

The repair of injured tendons remains a great challenge, largely owing to a lack of understanding of the molecular interactions in tendon development. The transcription factor Scleraxis (Scx) and Mohawk (Mkx) are important regulators of tenogenic differentiation. However, the exact roles of Scx and Mkx in tendon development remain largely unknown. In our previous study, we found the similar and different roles of Mkx and Scx in tendon development and in the tenogenesis of mesenchymal stem cells. Furthermore, Mkx dramatically up-regulated Scx through TGFbeta pathway. Therefore, Scx and Mkx could play synergistic roles or specific roles by different networks in tendon development. We will screen the downstream genes of Scx and Mkx by micro-array and Chip-Sequencing analysis to explore the signal pathways in tendon differentiation, which offering fresh insights into tendon development and a new therapeutic approach for tendon regeneration.

肌腱基本发育分化知识的缺乏阻碍了肌腱治疗手段的更新。转录因子Scleraxis（Scx）和Mohawk（Mkx）是调节肌腱发育的重要转录因子，但两者具体作用机制尚不明确。我们前期研究发现，两者在肌腱分化过程中的表达特征以及促进间充质干细胞向肌腱分化的作用效果存在差异。同时也发现Mkx可以通过TGFbeta途径促进Scx表达。因此，我们推测，Scx和Mkx可能通过各自特定的下游信号参与肌腱分化，同时通过某些共同的下游信号，发挥协同作用，有序地调控肌腱分化。但是目前两者作用的下游效应分子以及分子间的协同作用关系尚不明确。因此，本研究拟结合前期研究结果，利用基因芯片微阵列和染色质免疫沉淀序列分析技术，比较Scx和Mkx下游效应分子的异同，明确Scx和Mkx相互协作的分子网络关系。该研究将揭示肌腱发育过发育过程中的分子信号调控体系，为肌腱损伤的治疗提供新思路。

肌腱损伤是最常见的运动损伤之一，但目前肌腱的修复手段效果非常有限。肌腱分化的基本发育生物学知识的缺乏，阻碍了肌腱治疗手段的更新。在前期对肌腱关键转录因子Scx和Mkx的研究基础上，本研究分别对正常小鼠，Mkx和Scx敲除小鼠的肌腱组织进行了转录组表达谱分析，获得了分别受Mkx调控和Scx调控的下游基因信息，并通过分析比较，首次获得了同时受两者调控的下游基因信息。其次，我们利用染色质免疫沉淀序列分析技术显了示受MKX蛋白和SCX蛋白直接调控的基因的promoter结合位点特征。之后，再与转录组表达谱结果进行比较，首次筛选出MKX蛋白和SCX直接调控的下游关键基因。并进一步证明了Scx和Mkx敲除导致了这些下游基因相关的肌腱发育异常。本研究的创新点在于，首次应用基因组学和染色质免疫共沉淀测序技术，初步获得了Scx和Mkx调控肌腱分化的下游关键基因。这一研究为肌腱发育生物学提供了新知识，为肌腱疾病的治疗提供了新思路，对肌腱生物学及再生治疗具有重要意义。在本项目的支持下，相关研究成果以论文形式发表，在本领域的国际核心刊物SCI发表文章4篇，影响因子均大于5。