Myogenic satellite cells have been isolated and identified by several recently elucidated molecular markers. Furthermore, knowledge about the precise function of these markers has provided insight into the early and terminal events of satellite cells during proliferation, differentiation, transdifferentiation, specification and activation. Recently, quiescent myogenic satellite cells have been associated with possession of Pax 3 and 7 that represent pluripotent stem cells capable of differentiating into other lineages. However, the mechanism by which myogenic satellite cells attain pluripotent potential remain elusive. Later, transdifferentiating ability of these cells to another lineage in the absence or presence of certain growth factor/ or agents has revolutionized the scope of these pluripotent myogenic satellite cells for manipulation of animal production (in terms of quality and quantity of muscle protein) and health (in terms of repair of skeletal muscle, cartilage or bone).
Gyeong Do Park;So Young Eun;Yoon-Hee Cheon;Chong Hyuk Chung;Chang Hoon Lee;Myeung Su Lee;Ju-Young Kim
대한의생명과학회지
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제29권1호
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pp.26-33
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2023
Ziziphus jujuba Mill. (ZJM), a traditional folk medicine and functional food in South Korea and China, has been reported to having pharmacological activities against anti-cancer, anti-oxidative, and anti-obesity. However, the effect of ZJM related to myoblast differentiation has not been known. In this study, we investigated the effects and mechanism of ZJM on myogenic differentiation of C2C12 cells. ZJM promotes myogenic differentiation and elevates the formation of multinucleated myotube compared to the control group. ZJM significantly increased the mRNA and protein expression of MyHC1, myogenin and MyoD in dose- and time-dependent manner. Interestingly, ZJM significantly inhibited the mRNA and protein expression of protein degradation markers, atrogin-1 and MuRF-1, in dose- and time-dependent manner. Taken together, our data suggest that ZJM is a potential functional candidate for muscle growth and strength by promoting myogenic differentiation.
Skeletal muscle, essential for metabolism, thermoregulation, and immunity, undergoes myogenic differentiation that results in myotube formation. Trans-anethole (TA), the major constituent in essential oil produced by anise, star anise, and fennel, whose function in skeletal muscle has not yet been elucidated. Therefore, we investigated whether TA influenced muscle differentiation in mouse C2C12 myoblasts. Cells were induced to differentiate using a differentiation medium with or without TA (50 or 200 mg/mL) daily for 5 days. We measured myotube length and diameter after differentiation days 1, 3, and 5 and analyzed the expression of myogenic markers (myoblast determination protein 1, myogenin, myocyte enhancer factor 2, muscle creatine kinase, and myosin heavy chain) and atrophy-related genes (atrogin-1 and muscle ring finger-1 [MuRF-1]) using quantitative real-time PCR. Additionally, we observed the expression of total protein kinase B (Akt) and phosphorylated Akt (p-Akt) using western blotting. Our data showed that TA significantly induced the formation of smaller and thinner myotubes and reduced the myogenic factor expression. Furthermore, the atrogin-1 and MuRF-1 expression markedly increased by TA. Consistent with these findings, TA significantly decreased the expression of total Akt and p-Akt. Taken together, these results indicate that TA inhibits myogenic differentiation of C2C12 cells via reduction of both total Akt and p-Akt. Our findings may provide valuable insights into the impact of PAA on individuals at risk of muscle atrophy.
Vestibular-evoked myogenic potentials (VEMPs) are useful for evaluating the vestibulocollic reflex arising mostly from the saccule and the vestibuloocular reflex originating from the utricle. VEMPs can vary with the characteristics of the applied stimuli and the effects of aging and diseases. VEMPs have been found to be useful for diagnosing superior canal dehiscence, but their usefulness for other clinical disorders remains unclear. This review discusses the principles of VEMP tests and summarizes the findings for VEMPs in common vestibular disorders.
Objective: Myogenic satellite cells were isolated from semitendinosus muscle of prepubertal Korean black goat to observe the differential effect of linolenic and retinoic acid in thepresence of thiazolidinediones (TZD) and also to observe the production insulin sensitive preadipocyte. Methods: Cells were characterized for their stemness with cluster of differentiation 34 (CD34), CD13, CD106, CD44, Vimentin surface markers using flow cytometry. Cells characterized themselves as possessing significant (p<0.05) levels of CD13, CD34, CD106, Vimentin revealing their stemness potential. Goat myogenic satellite cells also exhibited CD44, indicating that they possessed a % of stemness factors of adipose lineage apart from their inherent stemness of paxillin factors 3/7. Results: Cells during proliferation stayed absolutely and firmly within the myogenic fate without any external cues and continued to show a significant (p<0.05) fusion index % to express myogenic differentiation, myosin heavy chain, and smooth muscle actin in 2% horse serum. However, confluent myogenic satellite cells were the ones easily turning into adipogenic lineage. Intriguingly, upregulation in adipose specific genetic markers such as peroxisome proliferation-activated receptor ${\gamma}$, adiponectin, lipoprotein lipase, and CCAAT/enhancer binding protein ${\alpha}$ were observed and confirmed in all given treatments. However, the amount of adipogenesis was found to be statistically significant (p<0.01) with linolenic acid as compared to retinoic acid in combination with TZD's. Conclusion: Retinoic acid was found to produce smaller preadipocytes which have been assumed to have insulin sensitization and hence retinoic acid could be used as a potential agent to sensitize tissues to insulin in combination with TZD's to treat diabetic conditions in humans and animals in future.
Objective: The effects of maternal undernutrition during midgestation on muscle fiber histology, myosin heavy chain (MyHC) expression, methylation modification of myogenic factors, and the mammalian target of rapamycin (mTOR) signaling pathway in the skeletal muscles of prenatal and postnatal goats were examined. Methods: Twenty-four pregnant goats were assigned to a control (100% of the nutrients requirement, n = 12) or a restricted group (60% of the nutrients requirement, n = 12) between 45 and 100 days of gestation. Descendants were harvested at day 100 of gestation and at day 90 after birth to collect the femoris muscle tissue. Results: Maternal undernutrition increased (p<0.05) the fiber area of the vastus muscle in the fetuses and enhanced (p<0.01) the proportions of MyHCI and MyHCIIA fibers in offspring, while the proportion of MyHCIIX fibers was decreased (p<0.01). DNA methylation at the +530 cytosine-guanine dinucleotide (CpG) site of the myogenic factor 5 (MYF5) promoter in restricted fetuses was increased (p<0.05), but the methylation of the MYF5 gene at the +274,280 CpG site and of the myogenic differentiation (MYOD) gene at the +252 CpG site in restricted kids was reduced (p<0.05). mTOR protein signals were down-regulated (p<0.05) in the restricted offspring. Conclusion: Maternal undernutrition altered the muscle fiber type in offspring, but its relationship with methylation in the promoter regions of myogenic genes needs to be elucidated.
골격근의 분화 또는 근육 분화는 근육량과 신진대사 항상성을 유지하기 위해 중요하다. 근육 특이적 microRNAs (miRNAs)는 골격근 분화에 중요한 역할을 한다. 본 연구에서는 rat miRNAs 마이크로어레이를 사용하여 rat L6 근아세포의 근육 분화 과정에서의 miRNAs 발현 양상을 조사했다. 우리는 miR-128의 발현 증가를 발견했고, 동시에 이미 알려진 근육 분화 조절 miRNAs인 miR-1, miR-133b와 mi-206의 발현 증가를 확인했다. 이 microarray 결과를 확인하기위해 우리는 Quantitative RT-PCR 기술을 사용하였고, microarray 결과와 유사하게 발현 초기 mRNAs와 발현 후 성숙 miRNAs에서 모두 miR-128의 발현 증가를 확인했다. 또한 Rat L6 근아세포로의 miR-128 발현 향상은 muscle creatine kinase (MCK), myogenin, myosin heavy chain (MHC)와 같은 근육분화 표지 유전자 발현을 유발했고, 또한 MHC의 단백질 발현을 증가시켰다. 억제 PNAs를 사용한 miR-128의 작용 억제는 이러한 근육 분화 표지 유전자들의 발현을 차단했다. 또한, miR-128 발현 향상은 Erk와 Akt 단백질의 인슐린 자극에 의한 인산화를 증가시켰고, 고인슐린혈증과 고혈당증으로 인해 유도된 인슐린 저항성으로 인한 Erk와 Akt의 억제된 인산화를 회복했다. 이러한 발견은 miR-128이 근육분화와 인슐린 작용에 중요한 역할을 할 수 있다는 것을 시사한다.
We examined a role of proteasome, the non-lysosomal multicatalytic protease complex,on the differentiation of chick embryonic myoblasts in culture. The peptide hydrolyzing activities of proteasome were found to change; the hydrolyzing activity against N-succinyl-Leu-Leu- Val- Tyr-7 -amido-4-methy1coumarin (SLLVY-AMC) was prominent and increased with myogenic differentiation. Proteasome inhibitors, N-carbobenzoxy-Leu-Leu-norvalinal (MG115) and N-carbobenzoxy-Ile-Glu (O-t-butyl)-Ala-Leucinal (PSI), blocked membrane fusion of myoblasts as well as the SLLVY-AMC hydrolyzing activity. Those inhibitory activities of the agents occurred in parallel, but were reversible and both cell fusion and the peptidase activity were restored when the agents were withdrawn from the culture medium. On the other hand, the agents caused accumulation of the ubiquitinylated proteins in the cytoskeletal proteins. These results suggest that each of the peptide hydrolyzing activities of proteasome is independently regulated during the myogenic differentiation and the chymotrypsin-like activity may play an important role in that process.
Objective: To investigate the stem cell-like characteristics of human periodontal ligament (PDL) stromal cells outgrown from orthodontically extracted premolars and to evaluate the potential for myogenic differentiation. Methods: PDL stromal cells were obtained from extracted premolars by using the outgrowth method. Cell morphological features, self-replication capability, and the presence of cell-surface markers, along with osteogenic, adipogenic, and chondrogenic differentiation, were confirmed. In addition, myogenic differentiation was induced by the use of 5-aza-2'-deoxycytidine (5-Aza) for DNA demethylation. Results: PDL stromal cells showed growth patterns and morphological features similar to those of fibroblasts. In contrast, the proliferation rates of premolar PDL stromal cells were similar to those of bone marrow and adipogenic stem cells. PDL stromal cells expressed surface markers of human mesenchymal stem cells (i.e., CD90 and CD105), but not those of hematopoietic stem cells (i.e., CD31 and CD34). PDL stromal cells were differentiated into osteogenic, adipogenic, and chondrogenic lineages. Myotube structures were induced in PDL stromal cells after 5-Aza pretreatment, but not in the absence of 5-Aza pretreatment. Conclusions: PDL stromal cells isolated from extracted premolars can potentially be a good source of postnatal stem cells for oromaxillofacial regeneration in bone and muscle.
Kim, H.S.;Park, E.W.;Yoon, D.H.;Kim, H.B.;Cheong, I.C.;Cho, B.W.;Im, K.S.
Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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제12권5호
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pp.689-694
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1999
This experiment was carried out to isolate the partial bovine (Bos Taurus coreanae) myogenic factor encoding gene, MyoD, using the rat myogenic factor (MyoD) gene sequence and to compare the gene sequence between another myogenic factor (Myf 5) and MyoD gene of the bovine. To make the probe and isolate the MyoD gene, PCR was performed to amplify rat and bovine MyoD gene including exon I, II and intron I. The homology between mouse and bovine MyoD is high; bovine MyoD gene shows 17 different gene sequence region compared to rat MyoD. Among those, two regions have significant differences; one is the exon I part between 2834 and 2850 bp, the other is intron part between 3274 and 3303 bp of the mouse. At this region homology was 40% in the former and 50% in the latter. Homology between bovine MyoD and Myf5 was 83% in the exon 1. Especially exon I in the Myf5 602-617 bp and 651-683 bp have significant differences. These results suggest that MyoD gene have a similar gene structure in mouse and bovine and MyoD and Myf5 of the bovine, at least in part, have a similar expression and activity.
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