研究发现了让肌肉细胞融合在一起的基因

在针对肌肉功能障碍人群的再生医学道路上，面临的难题是探索如何让肌肉干细胞融合在一起，形成功能正常的骨骼肌组织。《自然传播杂志》6月1日发表的一份研究报告指出，科学家们发现了这一过程中必不可少的新基因，从而为可能的新治疗策略提供了新线索。

由辛辛那提儿童医院医疗中心心脏研究所的研究人员主导的这项研究表明，该基因Gm7325和它的蛋白质——被科学家命名为“myomerger”——促进肌肉干细胞融合和发展身体需要移动和生存的骨骼肌肉。他们还表明，myomerger与另一种基因Tmem8c以及与其相关的蛋白质“myomaker”能够融合通常不会融合的细胞。

在对胚胎小鼠进行的实验室测试中，小鼠的骨骼肌没有表达 myomerger蛋白质，所以这些小鼠没有发育出足够的肌肉纤维存活下来。

“这些发现为再生医学的细胞治疗方法提供了新的途径，”Douglas Millay博士说，他是辛辛那提儿童医院分子心血管生物学的高级研究员和一名科学家。“这证明了细胞表达myomaker并将myomerger装入治疗材料然后将其融合到病变组织中的潜力。例如治疗肌肉萎缩症，这是一种毁灭性的遗传性肌肉疾病。这种融合技术可能被用来为肌肉细胞提供缺失基因的正常复制。”

反向生物先锋

阻碍肌肉再生治疗发展的分子难题之一是揭示导致骨骼肌干细胞（称为肌原细胞）融合并形成支持运动的横纹肌纤维的精确遗传和分子过程。Millay和他的同事正在识别，解构和分析这些过程，以寻找新的治疗线索。

根据美国国立卫生研究院的数据，肌肉的基因退化性疾病有几十种，但在人群中是罕见的。这些毁灭性的消耗性疾病的主要类别包括:肌肉萎缩症、先天性肌病和代谢性肌病。肌营养不良症是一组30多种的基因疾病，其特征是持续的虚弱和控制运动的骨骼肌的退化。最常见的形式是杜氏MD。

分子侦查

Millay在2014年发表的一项研究表明，通过生物信息分析识别出了myomaker和它的基因。myomaker也需要肌细胞融合。然而，从这项研究中可以清楚地看出，myomaker并没有单独工作，需要一个合作伙伴来推动融合过程。根据研究人员的说法，目前的研究表明，myomerger是融合的缺失环节，而且这两种基因都是完全需要融合的。

为了找到其他控制融合的基因，Millay的团队筛选了一种被称为MyoD的蛋白质的表达，这是所有制造肌肉的基因的主要启动者。研究小组的重点是MyoD(包括gm7325/myomerger)诱导的前100个基因，并设计了一个屏幕来测试能够在细胞膜内部和细胞膜上起作用的因子。他们还寻找以前没有研究过在融合肌肉干细胞方面的基因。这些分析最终指向了数据库中列出的一种以前没有特征的基因——Gm7325。

随后，研究人员通过一种名为crispr-cas9的基因编辑过程测试细胞培养和小鼠模型，以证明myomaker和myomerger的存在或缺失——都是单独且一致的——影响细胞融合和肌肉形成。这些测试表明，myomerger不足的肌肉细胞被称为肌细胞分化，形成肌肉收缩的单元(肌细胞)，但它们并没有结合在一起形成功能完整的肌肉组织。

展望未来

研究人员正在研究他们目前的发现，他们说建立一个在哺乳动物细胞中重组细胞融合的系统，是生物医学科学尚未取得的成就。

例如，除了myomaker和myomerger的细胞融合效应外，我们还不知道myomaker或myomerger如何诱导细胞膜融合。Millay说，了解这些细节将对未来发展潜在的治疗策略至关重要。这项研究将myomerger作为一种使用细胞培养和实验鼠模型的肌肉发育所需的蛋白质。

作者强调说，还需要进行大量的额外研究来判定这些结果是否可以被转换为临床应用。

（选自《麦肯息讯》）