单核测序揭示肌肉肥大过程中肌核亚群的特有定位与动态转化

《Skeletal Muscle》：Identification of a new population of myonuclei during skeletal muscle hypertrophy

【字体：大中小】 时间：2026年11月05日 来源：Skeletal Muscle 3.9

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　　``` 摘要背景骨骼肌约占人体总能量的40%，并具有显著的可塑性。它会根据活动水平、营养供应或损伤情况发生肥大、萎缩或再生。横纹肌的主要组成部分是肌纤维，这是一种有丝分裂后的多核细胞，其中包含了肌肉的收缩单位——肌节。肌纤维内的肌核具有特殊性，在基因表达和定位方面存在差异。

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摘要

背景

骨骼肌约占人体总能量的40%，并具有显著的可塑性。它会根据活动水平、营养供应或损伤情况发生肥大、萎缩或再生。横纹肌的主要组成部分是肌纤维，这是一种有丝分裂后的多核细胞，其中包含了肌肉的收缩单位——肌节。肌纤维内的肌核具有特殊性，在基因表达和定位方面存在差异。成年肌肉中还包含其他多种类型的细胞，包括成体肌肉干细胞（MuSCs）、巨噬细胞、成纤维脂肪生成前体细胞（FAPs）和内皮细胞。MuSCs在肌肉可塑性中起着关键作用，能够在再生过程中被激活、增殖、分化并融合形成新的肌纤维，或在肥大过程中与现有的肌纤维融合。肌肉肥大和肌纤维增大涉及蛋白质合成增加、蛋白质分解减少，以及MuSC激活后的肌核积累。mTOR通路和RhoA/SRF机械转导通路等多种信号通路参与了这些过程。

方法

我们对成年小鼠的比目鱼肌进行了单核RNA测序（snRNA-seq），将肥大诱导（过度负荷，7OV）7天后的样本与未发生肥大的对照组（Ctl）进行了比较。对分离出的肌纤维进行的RNAscope实验揭示了肌纤维中肌核的异质性。

结果

snRNA-seq分析发现了一种先前未知的肌核群体（UM）。UM-Ctl仅存在于对照组（Ctl）中，而UM-7OV仅存在于肥大组（7OV）中。这些肌核位于肌纤维的末端。此外，我们确定UM-7OV并非由激活的MuSC新融合形成的肌核。轨迹分析表明，UM-Ctl在肥大过程中会转变为UM-7OV，并在过度负荷21天后（21OV）恢复到接近基线的稳态。基因表达分析显示，UM-Ctl和UM-7OV与其他肌核具有不同的基因表达特征，并对肥大的反应也有所不同。

结论

我们的研究结果表明存在一种具有独特定位和基因表达特征的特定肌核群体，它们在基础状态和肥大过程中发挥着不同的作用。这些结果突显了肌纤维中肌核的差异特性及其在肌肉稳态和适应过程中的潜在特定功能。

背景

骨骼肌约占人体总能量的40%，并具有显著的可塑性。它会根据活动水平、营养供应或损伤情况发生肥大、萎缩或再生。横纹肌的主要组成部分是肌纤维，这是一种有丝分裂后的多核细胞，其中包含了肌肉的收缩单位——肌节。肌纤维内的肌核具有特殊性，在基因表达和定位方面存在差异。成年肌肉中还包含其他多种类型的细胞，包括成体肌肉干细胞（MuSCs）、巨噬细胞、成纤维脂肪生成前体细胞（FAPs）和内皮细胞。MuSCs在肌肉可塑性中起着关键作用，能够在再生过程中被激活、增殖、分化并融合形成新的肌纤维，或在肥大过程中与现有的肌纤维融合。肌肉肥大和肌纤维增大涉及蛋白质合成增加、蛋白质分解减少，以及MuSC激活后的肌核积累。mTOR通路和RhoA/SRF机械转导通路等多种信号通路参与了这些过程。

方法

我们对成年小鼠的比目鱼肌进行了单核RNA测序（snRNA-seq），将肥大诱导（过度负荷，7OV）7天后的样本与未发生肥大的对照组（Ctl）进行了比较。对分离出的肌纤维进行的RNAscope实验揭示了肌纤维中肌核的异质性。

结果

snRNA-seq分析发现了一种先前未知的肌核群体（UM）。UM-Ctl仅存在于对照组（Ctl）中，而UM-7OV仅存在于肥大组（7OV）中。这些肌核位于肌纤维的末端。此外，我们确定UM-7OV并非由激活的MuSC新融合形成的肌核。轨迹分析表明，UM-Ctl在肥大过程中会转变为UM-7OV，并在过度负荷21天后（21OV）恢复到接近基线的稳态。基因表达分析显示，UM-Ctl和UM-7OV与其他肌核具有不同的基因表达特征，并对肥大的反应也有所不同。