GDF11通过AKT通路抑制骨骼肌细胞分化

作者：张鹏翔; 吴佳豪; 冀云燕; 薛霖莉; 董亚洁; 宫泽恩; 郝晓静; 曹校瑞; 赫晓燕^*

来源：山西农业大学学报(自然科学版), 2023, 43(02): 92-99.

DOI：10.13842/j.cnki.issn1671-8151.202210030

• GDF11
• 骨骼肌生长发育
• 衰老
• AKT通路

[目的]探究骨骼肌GDF11（生长分化因子11,Growth and differentiation factor 11）在生长发育过程中的表达情况及其作用，明确GDF11在骨骼肌细胞中激活的非SMAD调控通路，为抵抗骨骼肌衰老、促进骨骼肌损伤修复，探究肌肉发育调控的相关机制提供理论参考。[方法]以不同发育阶段小鼠和C2C12细胞为材料，取不同发育阶段小鼠腓肠肌、使用分化培养基诱导细胞分化、使用D-半乳糖诱导C2C12细胞衰老，分别探究GDF11在个体层面和细胞层面骨骼肌生长发育和衰老中的表现和作用；通过构建GDF11的过表达载体和siRNA载体，观察GDF11对C2C12细胞成肌分化的影响，并检测了在这一过程中细胞内相关基因的变化，探究GDF11在骨骼肌细胞发育中影响；通过对AKT信号通路的抑制，明确GDF11在骨骼肌细胞分化过程中激活的非SMAD调控通路。[结果]（1）在小鼠腓肠肌中，GDF11蛋白表达量随着年龄的增长呈现出先下降后上升的趋势。（2）在细胞分化前期GDF11表达量逐渐升高，并在3 d时细胞开始分化时达到最高，随后逐渐降低，7 d时恢复到与初始相似的水平。（3）随着D-半乳糖浓度的增加，细胞衰老程度逐渐增加，同时细胞GDF11表达量逐渐增加。（4）过表达GDF11使细胞分化进程推迟，但抑制GDF11的表达对细胞分化进程并没有影响。过表达GDF11上调了AKT的磷酸化水平。（5）过表达GDF11的C2C12细胞中阻断AKT通路能够逆转GDF11造成的分化抑制。[结论]（1）小鼠骨骼肌中的GDF11表达量与小鼠年龄和成肌细胞分化有关。（2）GDF11能够抑制C2C12细胞成肌分化。（3）GDF11抑制C2C12细胞分化的过程与激活AKT信号通路相关。

• 单位
  山西农业大学