The differentiation of mouse embryonic stem(ES) cell into smooth muscle cells(SMC) may play a major role in cardiovascular development and under pathophysiological conditions. Therefore, in the present study, we have examined the differentiation of ES cells and its related gene expression. SMC differentiation was indicated by cellular morphology and time-dependent induction of dibutyryl adenosine 3,5-cyclic monophosphate(DBcAMP)and retinoic acid(RA) on smooth muscle ${\alpha}$-actin($SM{\alpha}A$), smooth muscle myosin heavy chain(SMMHC) gene expression. The control was undifferentiated ES cells(protein expressions represent 50-60kDaOct-4). The results of this study show that morphology of embryoid body and confirmation of $SM{\alpha}A$ expression by immunocytochemistry. Moreover, SMMHC and desmin expression was significantly increased by time dependent manner(5, 7, 15 days), in contrast to $SM{\alpha}A$ expression was slightly decreased on 15days. In conclusion, DBcAMP and RA stimulate mouse ES cells differentiation into SMC and enhanced $SM{\alpha}A$, SMMHC and desmin expression.
Lee, Seung Yun;Kang, Hea Jin;Lee, Da Young;Kang, Ji Hyeop;Ramani, Sivasubramanian;Park, Sungkwon;Hur, Sun Jin
Journal of Animal Science and Technology
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제63권4호
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pp.673-680
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2021
The purpose of this study was to establish a basic principal procedure for the processing of cultured meat. The first stage involved isolating satellite cells from the desired muscle of an animal using enzymatic digestion (i.e., by using proteases, collagenases, and pronases). The second stage involved culturing the isolated muscle satellite cells in a growth medium containing fetal bovine serum and penicillin/streptomycin with growth factors for an optimal period of time. The second stage involved a basic method for the isolated muscle cells to proliferate while sub-culturing to further induce differentiation in gelatin-coated culture dishes with the general culture medium. The third stage involved the induction of differentiation of muscle satellite cells or formation of myotubes using myogenic medium. Lastly, the fourth stage involved the identification of cell differentiation or myotube formation (myogenesis) using fluorescent dyes. Moreover, the principle of these protocols can be applied to perform primary culture of animal cells. This study will assist beginners with the technical aspects of culturing meat (isolation, cultivation, and differentiation of muscle satellite cells as well as identification of myotube formation for myogenesis).
Kumar, Naresh;Shaw, Priyanka;Attri, Pankaj;Uhm, Han Sup;Choi, Eun Ha
한국진공학회:학술대회논문집
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한국진공학회 2015년도 제49회 하계 정기학술대회 초록집
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pp.158-158
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2015
Myoblast are myogenic precursors that proliferate, activate, and differentiate on muscle injury to sustain the regenerative capacity of skeletal muscle; The neuronal isoform of nitric oxide synthase (nNOS, termed also NOS-I) is expressed in normal adult skeletal muscle, suggesting important functions for Nitric oxide (NO) in muscle biology1,2,3. However, the expression and subcellular localization of NO in muscle development and myoblast differentiation are largely unknown. In this study, we examined effects of the nitric oxide generated by a microwave plasma torch, on proliferation/differentiation of rat myoblastic L6 cells. Experimental data pertaining to nitric oxide production are presented in terms of the oxygen input in units of cubic centimetres per minute. The various levels of nitric oxide are observed depending on the flow rate of nitrogen gas, the ratio of oxygen gas, and the microwave power4. In order to evaluate the potential of nitric oxide as an activator of cell differentiation, we applied nitric oxide generated from the microwave plasma torch to L6 skeletal muscles. Differentiation of L6 cells into myotubes was significantly enhanced the differentiation after nitric oxide treatment. Nitric oxide treatment also increase the expression of myogenesis marker proteins and mRNA level, such as myogenin and myosin heavy chain (MHC), as well as cyclic guanosine monophosphate (cGMP), However during the myotube differentiation we found that NO activate oxidative stress signaling erks expression. Therefore, these results establish a role of NO and cGMP in regulating myoblast differentiation and elucidate their mechanism of action, providing a direct link with oxidative stress signalling, which is a key player in myogenesis. Based on these findings, nitric oxide generated by plasma can be used as a possible activator of cell differentiation and tissue regeneration.
Skeletal myogenesis is essential to keep muscle mass and integrity, and impaired myogenesis is closely related to the etiology of muscle wasting. Recently, miR-141-3p has been shown to be induced under various conditions associated with muscle wasting, such as aging, oxidative stress, and mitochondrial dysfunction. However, the functional significance and mechanism of miR-141-3p in myogenic differentiation have not been explored to date. In this study, we investigated the roles of miR-141-3p on CFL2 expression, proliferation, and myogenic differentiation in C2C12 myoblasts. MiR-141-3p appeared to target the 3'UTR of CFL2 directly and suppressed the expression of CFL2, an essential factor for actin filament (F-actin) dynamics. Transfection of miR-141-3p mimic in myoblasts increased F-actin formation and augmented nuclear Yes-associated protein (YAP), a key component of mechanotransduction. Furthermore, miR-141-3p mimic increased myoblast proliferation and promoted cell cycle progression throughout the S and G2/M phases. Consequently, miR-141-3p mimic led to significant suppressions of myogenic factors expression, such as MyoD, MyoG, and MyHC, and hindered the myogenic differentiation of myoblasts. Thus, this study reveals the crucial role of miR-141-3p in myogenic differentiation via CFL2-YAP-mediated mechanotransduction and provides implications of miRNA-mediated myogenic regulation in skeletal muscle homeostasis.
Objective: Skeletal muscle satellite cells (SMSCs) are significant for the growth, regeneration, and maintenance of skeletal muscle after birth. However, currently, few studies have been performed on the isolation, culture and inducing differentiation of goose muscle satellite cells. Previous studies have shown that C1q and tumor necrosis factor-related protein 3 (CTRP3) participated in the process of muscle growth and development, but its role in the goose skeletal muscle development is not yet clear. This study aimed to isolate, culture, and identify the goose SMSCs in vitro. Additionally, to explore the function of CTRP3 in goose SMSCs. Methods: Goose SMSCs were isolated using 0.25% trypsin from leg muscle (LM) of 15 to 20 day fertilized goose eggs. Cell differentiation was induced by transferring the cells to differentiation medium with 2% horse serum and 1% penicillin streptomycin. Immunofluorescence staining of Desmin and Pax7 was used to identify goose SMSCs. Quantitative realtime polymerase chain reaction and western blot were applied to explore developmental expression profile of CTRP3 in LM and the regulation of CTRP3 on myosin heavy chains (MyHC), myogenin (MyoG) expression and Notch signaling pathway related genes expression. Results: The goose SMSCs were successfully isolated and cultured. The expression of Pax7 and Desmin were observed in the isolated cells. The expression of CTRP3 decreased significantly during leg muscle development. Overexpression of CTRP3 could enhance the expression of two myogenic differentiation marker genes, MyHC and MyoG. But knockdown of CTRP3 suppressed their expression. Furthermore, CTRP3 could repress the mRNA level of Notch signaling pathway-related genes, notch receptor 1, notch receptor 2 and hairy/enhancer-of-split related with YRPW motif 1, which previously showed a negative regulation in myoblast differentiation. Conclusion: These findings provide a useful cell model for the future research on goose muscle development and suggest that CTRP3 may play an essential role in skeletal muscle growth of goose.
Skeletal muscle regeneration is a highly orchestrated process initiated by activation of adult muscle satellite cells. Upon muscle injury, the inflammatory process is always accompanied by muscle regeneration. Leukotriene $B_4$ is one of the essential inflammatory mediators. We isolated and cultured primary satellite cells. RT-PCR showed that myoblasts expressed mRNA for $LTB_4$ receptors BLT1 and BLT2, and $LTB_4$ promoted myoblast proliferation and fusion. Quantitative real-time PCR and immunoblotting showed that $LTB_4$ treatment expedited the expression process of differentiation markers MyoD and M-cadherin. U-75302, a specific BLT1 inhibitor, but not LY2552833, a specific BLT2 inhibitor, blocked proliferation and differentiation of myoblasts induced by $LTB_4$, which implies the involvement of the BLT1 pathway. Overall, the data suggest that $LTB_4$ contributes to muscle regeneration by accelerating proliferation and differentiation of satellite cells.
Akt는 다양한 세포에서 성장, 발달, 증식, 분화와 같은 생리적 활성에 중요한 역할을 하고 골격근 세포에서 Akt는 재생 및 비대와 위축을 조절한다고 알려져 있다. 골격근 세포의 분화에 있어서 Akt의 역할을 밝히고자 본 연구를 수행하였다. 골격근 세포를 분화 시키기 위해 고밀도 및 저농도의 serum 상태에서 배양하며, 분화된 C2C12 근아세포는 둥근 모양에서 다핵을 가진 긴 모양으로 바뀐다. 이러한 형태학적 변화는 분화 시킨 후 2일부터 일어났다. 또한, 골격근 분화 표지인자인 myogenin D와 myogenin G의 발현은 2일 후 관찰되었다. C2C12 세포주에 Akt1 또는 Akt2의 발현을 저하시키면 이와 더불어 골격근으로의 분화도 저해됨을 확인하였고, 이와는 반대로 Akt1 또는 Akt2를 과발현 시키면 골격근으로 분화가 촉진됨을 알 수 있었다. 이와 더불어 Akt의 활성은 분화유도 2일 후부터 관찰되었고 7일 이후로는 감소하였다. Kruppel-like factor 4의 발현은 6일부터 증가하는 것이 관찰이 되었다. Kruppel-like factor 4의 발현 또한 Akt1 또는 Akt2의 발현양이 감소된 C2C12 근아세포에서 줄어들어 있는 것을 확인하였다. 또한 Kruppel-like factor 4의 프로모터 부위에 대한 전사조절능력이 Akt1 또는 Akt2의 발현을 저하시켰을 때 같이 떨어짐을 확인하였다. 이러한 결과들로 보아 Akt가 골격근 분화를 조절하는데 있어 중요하며, Kruppel-like factor 4 발현이 이를 조절하는 데 있어 중요한 역할을 할 것이라 판단된다.
The Wnt/$\beta$-catenin signaling pathway alters adipocyte differentiation by inhibiting adipogenic gene expression. $\beta$-catenin plays a central role in the Wnt/$\beta$-catenin signaling pathway. In this study, we revealed that tumour necrosis factor-$\alpha$ (TNF-$\alpha$), a potential negative regulator of adipocyte differentiation, inhibits porcine adipogenesis through activation of the Wnt/$\beta$-catenin signaling pathway. Under the optimal concentration of TNF-$\alpha$, the intracellular $\beta$-catenin protein was stabilized. Thus, the intracellular lipid accumulation of porcine preadipocyte was suppressed and the expression of important adipocyte marker genes, including peroxisome proliferator-activated receptor-$\gamma$ (PPAR$\gamma$) and CCAAT/enhancer binding protein-$\alpha$ (C/EBP$\alpha$), were inhibited. However, a loss of $\beta$-catenin in porcine preadipocytes enhanced the adipogenic differentiation and attenuated TNF-$\alpha$ induced anti-adipogenesis. Taken together, this study indicated that TNF-$\alpha$ inhibits adipogenesis through stabilization of $\beta$-catenin protein in porcine preadipocytes.
Despite the importance of cell fate decisions regulated by epigenetic programming, no experimental model has been available to study transdifferentiation from myoblasts to smooth muscle cells. In the present study, we show that myoblast cells can be induced to transdifferentiate into smooth muscle cells by modulating their epigenetic programming. The DNA methylation inhibitor, zubularine, induced the morphological transformation of C2C12 myoblasts into smooth muscle cells accompanied by de novo synthesis of smooth muscle markers such as smooth muscle ${\alpha}$-actin and transgelin. Furthermore, an increase of p21 and decrease of cyclinD1 mRNA were observed following zebularine treatment, pointing to inhibition of cell cycle progression. This system may provide a useful model for studying the early stages of smooth muscle cell differentiation.
Background and Objectives: Embryologically, mesodermal development is closely related to the development of various organs such as muscles, blood vessels, and hearts, which are the main organs that make up the body. However, treatment for mesoderm developmental disorders caused by congenital or acquired factors has so far relied on surgery and drug treatment for symptom relief, and more fundamentally, treatment for mesoderm developmental disorders is needed. Methods and Results: In our study, microRNA (miRNA), which plays an important role in the mesoderm development process, was identified and the developmental function was evaluated. miRNAs consist of small nucleotides, which act as transcription factors that bind to the 3' untranslated region and suppressed target gene expression. We constructed the human embryonic stem cell (hESC) knockout cell line and analyzed the function and characteristics of miR-5739, which plays an important role in mesoderm lineage. miR-5739 acts as a transcription factor targeting SMA, Brachyury T, Hand1, which controls muscle proliferation and differentiation, and KDR gene, which regulates vessel formation in vitro. In vivo results suggest a role in regulating muscle proliferation and differentiation. Gene ontology analysis confirmed that the miR-5739 is closely related to genes that regulate muscle and vessel proliferation and differentiation. Importantly, abnormal expression of miR-5739 was detected in somatic cells derived from patients with congenital muscle disease. Conclusions: Our study demonstrate that miR-5739 gene function significantly affects transcriptional circuits that regulate muscle and vascular differentiation during embryonic development.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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