DM1中CUG重复RNA单分子毒性机制：核滞留RNA独立于多聚体结构发挥MBNL1蛋白捕获作用

这篇研究通过单分子成像技术揭示了肌强直性营养不良1型（DM1）中CUG重复RNA的毒性机制。研究发现大多数核内"病灶"（foci）实际由单个RNA分子构成，这些独立RNA即可有效捕获肌肉盲样蛋白1（MBNL1）。多聚体CUG病灶的形成依赖于MBNL蛋白，且主要与转录位点相关。该发现挑战了传统认为RNA多聚体是毒性必需的观点，为DM1治疗策略提供了新思路。

　　

CUG重复RNA形成显微镜下可见病灶
肌强直性营养不良1型（DM1）由DMPK基因3'非翻译区的CTG重复扩增引起。研究使用源自患者的肌管模型发现，CUG重复RNA在细胞核内形成明显的病灶结构。有趣的是，肌管中的CUG病灶几乎完全位于核内，而增殖期的成肌细胞则同时存在核质分布，这与细胞分裂状态相关。定量分析显示每个细胞平均含有约30个CUG病灶，远高于成肌细胞的6个，反映了DMPK转录本在肌生成过程中的上调。

单分子RNA分析揭示病灶组成
采用同时靶向CUG重复区和5'DMPK序列的单分子荧光原位杂交（smFISH）技术，研究团队首次实现了对单个CUG病灶内RNA分子数的精确量化。令人惊讶的是，约50%的病灶仅包含单个RNA分子，85%的病灶含有不超过3个RNA。虽然存在少数含25个以上RNA的大型病灶，但这类多聚体仅占总病灶的6%。蛋白酶K处理实验排除了蛋白质遮挡导致的检测偏差，证实了单RNA病灶的真实性。

单RNA分子即可捕获MBNL1蛋白
免疫荧光分析显示，野生型细胞中MBNL1均匀分布于核质，而DM1细胞核内则呈现与CUG病灶共定位的点状聚集。定量计算表明，CUG RNA仅捕获了约18%的核内MBNL1，其中32%的捕获量来自单RNA病灶。特别值得注意的是，1-2个RNA构成的病灶贡献了超过50%的MBNL1捕获量。病灶内MBNL1量与RNA数量呈线性关系，说明单个CUG RNA分子已具备完整的蛋白捕获能力。

多聚体病灶的形成机制
与预期不同，多聚体CUG病灶的形成不依赖于细胞内的RNA浓度。比较发现RNA总量较低的成肌细胞中多聚体比例（65%）反而高于RNA丰富的肌管细胞（47%）。通过共标记DMPK内含子序列，研究证实大型多聚体病灶与转录位点密切相关。转录抑制剂放线菌素D处理实验显示，野生型转录簇在24小时内完全消失，而DM1细胞中约14%的多聚体病灶仍可维持，表明CUG重复序列赋予了转录后RNA的异常聚集特性。

MBNL蛋白在多聚体形成中的作用
MBNL1/2双敲除实验显示，缺失这些蛋白会导致病灶数量增加，同时多聚体比例从40%降至14%。这表明MBNL蛋白通过分子间交联作用促进了CUG RNA的多聚化。在生理状态下，转录爆发产生的高浓度RNA环境促使CUG RNA形成多聚体，MBNL蛋白则稳定了这些结构。然而研究强调，即使没有多聚体形成，单个CUG RNA的持续存在已足以通过MBNL1捕获引发疾病进程。

该研究改变了人们对DM1分子机制的传统认知，证明RNA毒性可以不依赖多聚体结构而存在。这为开发针对核滞留RNA的治疗策略提供了重要理论基础，同时提示需要重新评估以破坏RNA多聚体为目标的治疗思路。