JMT日本医疗——日本阐明脊髓性肌萎缩症等线粒体相关骨骼肌病变的部分发病机制①
点击量:98 日期:2023-02-06 09:31 编辑:JMT日本医疗
日本京都大学iPS细胞研究所(CiRA)于2023年1月17日宣布,与脊髓性肌萎缩症(Spinal Muscular Atrophy:SMA)相关的蛋白质(Survival Motor Neuron:SMN)在骨骼肌分化过程中通过控制MYOD-miRNA途径,促进线粒体的功能成熟。该研究由该大学CiRA临床应用研究部门的池中亮裕研究员、斋藤润教授等研究小组进行。研究成果刊登在《Life Science Alliance》上。
SMA是先天性神经肌肉疾病,由编码SMN的SMN1基因的功能丧失型变异引起。SMA根据重症度从I型被分类为IV型,最重症型的I型在婴儿期因呼吸衰竭而死亡。现在,通过以溶胶genssma为首的基因靶向治疗药,患者的预后明显改善。但是,对最重型的I型的效果是有限的,希望继续改善治疗。
以往,SMA被认为是运动神经疾病,在运动神经中分析了SMN的功能。另一方面,近年来,也有报道在SMA中包含线粒体的功能异常的骨骼肌固有的病变,骨骼肌作为SMA的新的治疗目标而受到关注。但是,SMA中骨骼肌病变的发病机制尚未明确。因此,研究小组使用由SMA患者建立的iPS细胞及鼠源性肌芽细胞,调查了SMA中骨骼肌病变的发病机制。
对SMN缺损骨骼肌细胞、线粒体成熟重要的miR-1/miR-206表达量降低
首先,在健康者来源的iPS细胞(WT-IPS)中导入以SMN为目标的shRNA,制作击倒SMN的SMN缺损WT-IPS细胞。另外,制作了在SMA患者来源的iPS细胞(SMA-iPS)中补充了SMN的SMN补充SMA-iPS细胞。接着,对于这些细胞,通过人工表达对骨骼肌分化重要的转录因子MYOD1,分化诱导成骨骼肌细胞。
结果,确认了SMN缺损的WT-IPS细胞和SMA-IPS细胞来源的骨骼肌细胞,即缺损SMN的2种细胞,在分化开始的第6天线粒体的氧消耗量降低。并且,对于不具有SMN的上述2种细胞,发现对骨骼肌分化过程中的线粒体的功能控制重要的MYOD1、miR-1及miR-206的表达量降低。
SMN与MyOD1/miR-1/miR-206的转录调节区域结合,参与转录活性控制
接着,着眼于SMN在骨骼肌分化过程中的功能进行了分析。研究了人IPS细胞分化为骨骼肌细胞过程中SMN的表达量和在细胞内的定位,发现与分化开始前相比,在分化第3天SMN的表达量增加,SMA在细胞核内均匀分布。
根据这个结果,考虑了在骨骼肌分化过程中,SMN在基因组上具有某种功能的可能性。已知MYOD1的转录通过将作为蛋白质的MYOD1与基因组上的自身的MYOD1基因的转录调节区域结合来控制,在SMN缺失下MYOD1的表达量降低。因此,研究人员决定调查SMN在转印调节区域中参与MYOD1的转印控制的可能性。
结果表明,通过ChIP-qPCR法,SMN在MYOD1基因的转录起始点上游与基因组结合。并且,通过共免疫沉降法的分析结果,确认了SMN和MYOD1在物理上相互作用。
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