脊椎动物骨骼肌的重塑取决于生肌特异性前体细胞-卫星细胞(SCs)的增殖与分化。成人骨骼肌中,SCs处于静息状态,位于肌膜和基底层之间。SCs被激活后进入细胞周期开始增殖和分化,并形成新的肌核(称为肌生成过程)来促进现有肌肉纤维的重塑。骨骼肌纤维产生的多种因子构成SCs的局部微环境,这种局部微环境在肌肉重塑中对SCs的调节作用受到越来越多的关注,特别是局部微环境中出现的氧化还原敏感诱因(如细胞因子、免疫细胞)已被视为SCs激活的关键因素。耐力运动(EE)和阻力运动(RE)均会伴随着活性氧(ROS)的产生。ROS可介导组织损伤(包括蛋白质、脂质和DNA损伤),其中蛋白和脂质损伤已被认为是肌肉重塑的必要条件。然而,运动诱导的DNA氧化损伤以及氧化损伤修复产物如何影响肌肉重塑我们知之甚少。ROS会攻击肌纤维的基因组DNA,产生不同类型的氧化损伤,其中氧化碱基占主导地位,而鸟嘌呤在四种碱基中的氧化还原电位最低,所以其氧化损伤产物8-羟鸟嘌呤(8-oxoG)是最常见的DNA氧化损伤之一。基因IDN-6556 IC50组上的8-oxoG可被8-羟鸟嘌呤DNA糖基化酶1(OGG1)识别,通过碱基切除修复(BER)途径进行修复。修复产物游离8-oxoG碱基长期以来一直被视为一种无用的“废物”被机体排出体外,但近期研究结果表明OGG1·8-oxoG复合物可作为鸟嘌呤核苷酸交换因子(GEF)诱导Ras和Rho GTP酶的激活,表明8-oxoG可作为一种信号分子发挥作用。在运动过程中肌纤维DNA会被氧化,BER产生的大量游离8-oxoG会被释放到SCs的局部微环境,那么,8-oxoG是否会影响SCs的命运,进而参与肌肉重塑,详尽的分子机制是什么,有待揭示。本研究首先构建C2C12细胞成肌分化模型并验证8-oxoG对成肌分化的作用,发现8-oxoG刺激促进了肌源性调节因子基因转录因子(MRF)Myo G及骨骼肌功能性产物Myosin重链(MHC)的表达。进一步分子机制的研究发现,8-oxoG可以促进Ras-MEK通路的活化,提高Myo G的转录因子Myo D的酪氨酸磷酸化水平,增强Myo D的转录活性。随后我们通过微量热泳动(MST)技术检测到8-oxoG与其识别酶OGG1形成高度亲和的复合物。应用si RNA干扰OGG1表达,结果显示8-oxoG诱导的Ras-MEK信号通路活化、Myo D酪氨酸磷酸化、Myo D结合下游靶基因的活性及MRFs的表达均受到显著影响。进一步,我们利用大鼠运动模型,免疫组化分析检验到肌纤维细胞核8-oxoG水平的升高和修复;利用骨骼肌分离的原代SCs细胞进行Ex vivo实验,证实了8-oxoG对成肌分化基因表达起到明显促进作用。而且,Ogg1介导8-oxoG信号功能的作用通过Ogg1~(-/-)小鼠得到进一步证实,与Ogg1~(+/+)小鼠相比,运动诱导的骨骼肌Ras活化及ERK磷酸化、MRFs的表达在Ogg1~(-/-)小鼠中均显著降低。最Regorafenib体内后,我们建立小鼠心脏毒素(CTX)诱导的肌损伤模型,外源注射8-oxoG后,受损骨骼肌恢复率增加。我comprehensive medication management们的研究表明,DNA氧化损伤的修复产物从肌纤维释放后,在肌生成中具有信号分子的作用,8-oxoG碱基与激活的卫星细胞中的OGG1结合,通过诱发Ras-MEK信号通路增强Myo D转录激活,促进成肌细胞分化基因表达。本研究提示了组织局部DNA代谢物可以提供原位生态位信号来调节干细胞功能,不仅验证DNA碱基代谢物8-oxoG是一种肌肉重塑的信号实体,从新的视角解释了氧化应激如何促进骨骼肌适应急性耐力运动训练的分子机制,而且提出外源给药8-oxoG在临床上治疗骨骼肌损伤相关疾病的潜在可行性。