探秘 δ- 肌聚糖病：ATX-LPA 与 YAP/TAZ 信号通路的早期异常及意义

为探究 δ- 肌聚糖病（Sarcoglycanopathies）病理机制，研究人员以 Sgcd-/-小鼠为模型，发现 ATX-LPA 和 YAP/TAZ 信号通路早期失调，这对理解疾病及寻找新靶点意义重大。

　　在肌肉的世界里，有一种神秘的 “敌人”——δ- 肌聚糖病（Sarcoglycanopathies），它属于肢带型肌营养不良（LGMDs ）的一种，是由于编码 δ- 肌聚糖的基因突变引起的。这一突变会让肌纤维在收缩时变得脆弱，就像失去了坚固铠甲的士兵，极易受到损伤。之后，肌肉会经历炎症、纤维化等一系列糟糕的变化，最终导致肌肉无力和萎缩，严重影响患者的生活质量。目前，针对这种疾病还没有有效的治愈方法，科学家们对其早期病理过程的了解也十分有限，就像在黑暗中摸索，急需找到一盏明灯照亮前行的道路。

为了揭开 δ- 肌聚糖病的神秘面纱，来自多个研究机构的研究人员，包括 Pontificia Universidad Católica de Valparaíso、Pontificia Universidad Católica de Chile 等，展开了深入的研究。他们的研究成果发表在《Skeletal Muscle》杂志上，为我们理解这种疾病带来了新的曙光。

研究人员主要运用了以下几种关键技术方法：首先，利用 δ- 肌聚糖基因敲除小鼠（Sgcd^-/- ）作为研究模型；然后，通过肌肉力量测量实验来评估肌肉的功能；接着，采用蛋白质提取和 Western blot 技术检测相关蛋白的表达水平；此外，运用 RNA 分离、逆转录和定量实时 PCR 技术分析基因的表达情况；最后，借助 ELISA 测定特定物质的含量，以及利用间接免疫荧光、H&E 和天狼星红染色等组织学染色方法观察肌肉的病理变化。

下面来看看具体的研究结果：

1. Sgcd^-/-小鼠出现早期营养不良特征：研究人员对小鼠肌肉进行 H&E 染色后发现，早在 1 月龄时，Sgcd^-/-小鼠的肌肉结构就出现了问题，比如纤维退化、纤维化、炎症浸润和再生纤维等情况。到了 2 月龄，这些病理变化变得更加明显。这是首次详细描述了 δ- 肌聚糖病小鼠肱三头肌（TR）的早期营养不良变化，同时也证实了在腓肠肌（GST）和膈肌（DFG）中观察到的类似变化。
2. 早期再生后 Sgcd^-/-小鼠出现纤维大小变化：通过测量最小 Feret 直径，研究人员发现 1 月龄时，Sgcd^-/-小鼠与野生型小鼠在肌肉纤维大小上没有明显差异。但到了 2 月龄，Sgcd^-/-小鼠大部分肌肉纤维变小。同时，研究人员还检测了 Myh3 基因表达和胚胎型肌球蛋白重链（eMHC）蛋白水平，发现 Sgcd^-/-小鼠在两个年龄段这两个指标都有所增加，这表明肌肉在早期有活跃的再生过程，但到 2 月龄时无法维持肌肉纤维的大小。
3. Sgcd^-/-小鼠出现早期炎症标志物：研究人员检测了分子（如促炎细胞因子 Tnfa、Il1b 和 Il6 ）和细胞标志物（如 Ptprc、Ly6c1 和 Mrc1）的基因表达水平，发现 Sgcd^-/-小鼠在所有肌肉中，这些炎症相关基因的表达在两个年龄段都显著升高。此外，通过间接免疫荧光检测发现，单核细胞 / 巨噬细胞（MPs）和 T 细胞的标志物 CD11b 和 CD44 在 TR 肌肉中的荧光面积也显著增加。这一系列结果表明，Sgcd^-/-小鼠存在由分子和细胞因子介导的早期炎症增强过程。
4. Sgcd^-/-小鼠早期检测到纤维化标志物：研究人员检测了细胞外基质（ECM）成分（如 Fn1、Ccn2、Col1a1 和 Col3a1 ）和纤维 / 脂肪祖细胞（FAPs）/ 活性成纤维细胞标志物（如 Pdgfra 和 Postn）的基因表达，以及相关蛋白水平。结果发现，在 Sgcd^-/-小鼠中，这些纤维化相关标志物在基因和蛋白水平都有明显变化，并且通过免疫荧光和天狼星红染色观察到 TR 肌肉的基质重塑。这说明在 δ- 肌聚糖病中，早期的修复机制失调，最终加剧了 ECM 沉积和纤维化。
5. Sgcd^-/-小鼠的力量生成和机械损伤抵抗能力受损：研究人员评估了胫骨前肌（TA）和趾长伸肌（EDL）的收缩特性，发现 Sgcd^-/-小鼠在 1 月龄和 2 月龄时，TA 肌肉从 60 - 200Hz 产生力量的能力显著降低，EDL 肌肉的比力和标准化力量也明显降低，并且在离心收缩后力量下降的百分比更大。这表明 δ- 肌聚糖病会影响肌肉的收缩特性，从早期就降低了肌肉产生力量和抵抗收缩诱导的机械损伤的能力。
6. Sgcd^-/-小鼠中 ATX-LPA 轴和 YAP/TAZ 信号失调：研究人员对 ATX（Enpp2）、LPA 水平和 LPA 受体（LPARs）的表达进行了时间特征分析，发现 ATX 的 mRNA 表达在不同肌肉和年龄段呈现差异，LPA 水平在 1 月龄时 TR 肌肉中升高，LPARs 中的 LPA₁和 LPA₆在不同肌肉和时间点上调。同时，研究人员检测了 YAP/TAZ 蛋白水平及其靶基因的表达，发现 YAP/TAZ 蛋白水平在不同肌肉和年龄段有不同程度的上调，并且其靶基因 Ankrd1 和 Tagln2 的表达也上调。这表明在 δ- 肌聚糖病中，ATX-LPA 轴及其下游效应器 YAP/TAZ 早在 1 月龄时就出现了失调。

综合以上研究结果，研究人员得出结论：Sgcd^-/-小鼠是研究营养不良相关过程的优秀模型，因为它在早期就表现出营养不良特征、活跃的再生、炎症、纤维化和肌肉生理功能受损等情况。而且，该模型早期 ATX-LPA 轴和 YAP/TAZ 通路失调，与炎症和纤维化同时发生。这一研究为我们理解 δ- 肌聚糖病的病理机制提供了重要线索，也为寻找新的治疗靶点带来了希望，未来或许可以针对这两条信号通路开发治疗肌肉疾病的新方法。不过，该研究也存在一些局限性，比如无法确定信号通路对疾病进展的贡献、未考虑性别差异等，这也为后续研究指明了方向。