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【Cell】杜氏肌营养不良或为干细胞疾病
长久以来科学家们都确认杜氏肌营养不良症（DMD）是由于dystrophin单基因突变而引起的一种破坏性疾病。Dystrophin蛋白在维持肌肉完整性中发挥关键性的作用；当机体缺失Dystrophin时，肌肉则极其容易受到损害。然而近日来自斯坦福大学的研究人员在《细胞》（Cell）杂志上发表论文称当骨骼肌干细胞不再发挥修复功能时，疾病的症状才会显现。从而表明杜氏肌营养不良症实质上可能是一种干细胞疾病。
“这表明杜氏肌营养不良症并不仅仅是一种dystrophin缺乏性单基因遗传病，它还是一种干细胞疾病，”研究的负责人、斯坦福大学医学院Helen Blau说道：“这意味着要成功地治疗这种疾病不能仅仅靶向肌纤维，可能还需要靶向肌肉干细胞。”
“新发现对研究人员找到疾病的治疗方法和最适当的治疗时间具有重要的意义，”论文的通讯作者，加州大学旧金山分校的Jason Pomerantz说：“它预示着仅仅采用锻炼肌肉或增强肌肉功能的治疗方法，而无视干细胞的作用将有可能导致失败，甚至可能加速疾病恶化。这就如同在油缸已无汽油的情况下，无论怎么使劲地踩油门踏板都是无济于事的。”
“此外这一发现还揭开了过去25年的一个不解之谜，即遗传缺陷小鼠仅显示轻微或无症状表现的原因。由于这种现象的存在一直以来都没有研究人员利用小鼠模型开展杜氏肌营养不良症的病理生理学或相关治疗的研究。”Blau说：“此外人们可能还认为小鼠体积较小，寿命也不够长，因此不适合用于解析这种疾病。这种观念一直延续到现在。”
在新研究中研究人员证实是由于小鼠和人类的染色体特征导致了两个物种之间疾病症状的差异。小鼠染色体顶端重复DNA区域又称作端粒相对于人类更长一些。Blau和她的研究小组成员发现带有dystrophin突变基因和缩短端粒的小鼠通常都表现出较严重的疾病症状，并且随着年龄的增长病情不断恶化，就跟人类患者的表现一样。
端粒在细胞中主要是起保护染色体的作用，端粒的长度随着细胞分裂而逐渐缩短。当其缩短至一定的长度时，可启动细胞内事件导致细胞死亡。研究发现端粒较长的小鼠体内的肌肉干细胞有着更持久的效力和更强大的能力修复dystrophin缺陷所导致的肌肉损伤。
“端粒较短的小鼠则表现出了这个疾病的所有特性，”Blau说：“这些动物无法在跑台上跑动，它们的力量明显减弱，它们的膈肌变薄。并且在肌肉衰弱的同时还伴随着肌肉干细胞再生能力下降。”
“dystrophin丧失导致了肌肉持续的损伤。而当干细胞耗尽时，症状就会出现。这些小鼠陷入了一种恶性循环即损伤、修复、再损伤、再修复直至修复能力耗尽。而那些端粒较短的小鼠会更早耗尽它们的修复能力，”Pomerantz说。
而当研究人员将分离的健康肌肉干细胞移植到患病小鼠体内时，疾病的症状出现了减轻的迹象。
“这是第一次将小鼠作为研究该疾病的模型系统。新型的小鼠模型改变了我们研究疾病生理病理学的方式，”论文的第一作者Foteini Mourkioti说道：“现在我们知道肌肉干细胞是杜氏肌营养不良症的重要影响因素。并且我们已经开始在考虑利用一些更精确的方法来治疗这一疾病。仅仅修复肌肉的治疗方法有可能只能发挥短期的作用，甚至根本不发挥作用。事实上，它还会更快耗尽肌肉干细胞从而导致疾病加重。时间的选择也是一个非常关键的因素。”
“治疗的策略应该是在DMD患者人生的最初几年就及早地对他们进行干预治疗，这相对于晚期已经出现组织衰竭才来治疗无疑会有更好的治疗效果，”文章的第一作者、桑福德-伯纳姆医学研究所（Sanford-Burnham Medical Research Institute）的Alessandra Sacco说道。（来源：生物通 何嫱） http://www.cell.com/abstract/S0092-8674(10)01361-9
Short Telomeres and Stem Cell Exhaustion Model Duchenne Muscular Dystrophy in mdx/mTR Mice
Summary
In Duchenne muscular dystrophy (DMD), dystrophin mutation leads to progressive lethal skeletal muscle degeneration. For unknown reasons, dystrophin deficiency does not recapitulate DMD in mice (mdx), which have mild skeletal muscle defects and potent regenerative capacity. We postulated that human DMD progression is a consequence of loss of functional muscle stem cells (MuSC), and the mild mouse mdx phenotype results from greater MuSC reserve fueled by longer telomeres. We report that mdx mice lacking the RNA component of telomerase (mdx/mTR) have shortened telomeres in muscle cells and severe muscular dystrophy that progressively worsens with age. Muscle wasting severity parallels a decline in MuSC regenerative capacity and is ameliorated histologically by transplantation of wild-type MuSC. These data show that DMD progression results, in part, from a cell-autonomous failure of MuSC to maintain the damage-repair cycle initiated by dystrophin deficiency. The essential role of MuSC function has therapeutic implications for DMD.
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作者:admin@医学,生命科学 2011-01-28 08:46
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