ZBED6基因调控区域特异性肌肉萎缩的机制研究：基于巴马小型猪脓毒症模型的转录组学分析

本研究针对脓毒症（sepsis）诱导的骨骼肌萎缩存在区域异质性的科学问题，通过构建ZBED6基因敲除巴马小型猪脓毒症模型，对9个解剖区域的54份骨骼肌样本进行高通量RNA测序（bulk RNA-seq）。研究发现ZBED6缺失通过上调DOCK3-RAC1/PI3K/AKT通路减轻脓毒症性肌萎缩，并首次揭示不同解剖部位肌肉对脓毒症响应的基因表达特征，为临床脓毒症后肌少症治疗提供新靶点。

　　

脓毒症作为威胁生命的全身炎症反应综合征，常导致多器官功能障碍，其中骨骼肌萎缩是影响患者预后的关键因素。传统小鼠模型因与人类生理差异较大，难以准确模拟临床病理过程。更棘手的是，临床观察发现不同解剖部位的肌肉对脓毒症的反应存在显著差异，但机制不明。上海交通大学医学院附属瑞金医院急诊科的研究团队将目光投向ZBED6——这个在哺乳动物肌肉发育中起关键作用的转录因子，前期研究已发现其敲除能缓解脓毒症导致的全身性肌萎缩，但区域特异性效应仍是未解之谜。

研究人员选择遗传背景接近人类的巴马小型猪（Bama minipig）作为模型，通过改良的盲肠结扎穿孔术（CLP）建立脓毒症模型，采集三头野生型和三头ZBED6敲除猪的9个肌肉部位（包括肱三头肌TIP、肱二头肌BIP、腹直肌RA等）样本进行RNA测序。关键技术包括：1）使用MGI DNBSEQ平台进行双端150bp测序，获得364.63Gb高质量数据；2）通过STAR软件将数据比对到猪参考基因组Sscrofa11.1；3）采用DESeq2进行差异表达分析；4）利用CIBERSORT预测肌纤维类型比例。

转录组数据特征
测序数据显示所有样本比对率>95%，t-SNE分析揭示肌肉基因表达呈现明显的前、中、后躯分布模式（除胫骨前肌TA外）。值得注意的是，ZBED6敲除组与野生组在每个解剖部位都呈现显著分离，提示该基因对肌肉转录组的全局调控作用。

区域特异性基因表达
通过计算组织特异性指数τ（tau≥0.75为阈值），发现不同肌肉部位存在独特表达谱：腹直肌RA特异性基因富集于"免疫球蛋白产生"等免疫功能通路，而比目鱼肌SOL特异性基因则与"氯离子通道活性"等电生理功能相关。这些发现首次系统描绘了猪肌肉组织的分子解剖图谱。

ZBED6调控网络
差异表达分析显示各部位DEGs数量差异显著（图4a），但四个基因（FBXO32、TRIM63、KLHL40和MUSTN1）在所有部位均上调，它们均与泛素-蛋白酶体系统（肌肉蛋白降解主要途径）相关。结合前期发现的DOCK3-RAC1/PI3K/AKT通路激活现象，表明ZBED6通过协调蛋白代谢与信号转导调控肌萎缩。

肌纤维类型分布
虽然ZBED6敲除未显著改变I型、IIA型和IIB型肌纤维比例，但不同解剖部位天然存在纤维类型差异，如比目鱼肌SOL富含抗疲劳的I型纤维，而胫骨前肌TA以IIB型快肌纤维为主。这种基础差异可能解释区域异质性。

这项发表于《Scientific Data》的研究首次绘制了脓毒症猪模型多部位肌肉转录组图谱，揭示ZBED6通过双重机制（抑制蛋白降解、激活生长信号）缓解肌萎缩。特别重要的是，研究发现不同解剖部位肌肉具有独特的分子特征，这为临床精准干预脓毒症后肌少症提供理论基础。数据已存入NCBI GEO（GSE297895）和figshare平台，可作为跨物种肌肉研究的重要参考。上海交通大学团队建立的ZBED6敲除猪模型，为转化医学研究提供了更接近人类的实验体系。