CSPG4通过促进内皮细胞迁移参与大鼠骨骼肌再生与发育过程中的血管生成

这篇研究揭示了软骨素硫酸蛋白多糖4（CSPG4）在骨骼肌再生和发育中的关键作用。通过构建CSPG4基因敲除（KO）大鼠模型，研究者发现CSPG4缺失会导致血管生成受损，并影响再生肌纤维的形成。体外实验进一步证实，表达CSPG4的间充质祖细胞（MPC）能促进血管内皮细胞迁移，而KO CSPG4则削弱了这一效应。该研究为杜氏肌营养不良症（DMD）等以血管异常为特征的肌肉疾病提供了潜在治疗靶点。

　　

1 引言

骨骼肌作为高度血管化的器官，其再生过程需要肌源性细胞与血管细胞的协同作用。软骨素硫酸蛋白多糖4（CSPG4，又称NG2）是一种细胞表面蛋白多糖，在杜氏肌营养不良症（DMD）患者的未成熟肌纤维周围异常表达，提示其可能参与肌肉再生。本研究通过构建CSPG4 KO大鼠模型，结合体内外实验，系统解析了CSPG4在骨骼肌再生和发育中的功能机制。

2 材料与方法

动物模型：采用Wistar-Imamichi背景的野生型（WT）和DMD大鼠，通过布比卡因（BPVC）注射诱导胫骨前肌（TA）损伤模型。

基因编辑：利用CRISPR/Cas9技术靶向敲除大鼠Cspg4基因外显子1，产生7-bp移码缺失突变，经免疫印迹验证蛋白缺失。

细胞实验：建立CSPG4 KO的间充质祖细胞系（B2G9），与血管内皮细胞系（MSS31）共培养，通过Transwell实验评估迁移能力。

三维血管培养：分离大鼠附睾脂肪血管片段，在胶原凝胶中观察新生血管的延伸和分支。

3 结果

CSPG4的动态表达：在DMD大鼠和BPVC损伤模型中，CSPG4在再生肌纤维周围瞬时高表达，原位杂交证实其mRNA来源于肌纤维自身（图1）。

KO表型分析：CSPG4 KO大鼠表现为生长迟缓，2月龄时比目鱼肌重量和肌纤维直径显著降低（图2-3）。TA肌中CD31⁺内皮细胞面积减少，提示血管生成受损（图3F）。

再生障碍：损伤后5天，KO大鼠再生肌纤维直径异常增大，但CD31⁺细胞向损伤区的迁移减少（图4）。FACS显示内皮细胞总数未减，表明CSPG4调控迁移而非增殖。

体外机制：共培养实验中，CSPG4表达的MPC显著促进MSS31细胞迁移，而KO细胞无此效应（图5D）。三维培养中，KO血管片段的新生血管长度和分支数减少（图5F-G），进一步证实CSPG4对血管形态发生的调控。

4 讨论

本研究首次揭示CSPG4通过双重机制参与骨骼肌修复：一方面，其表达于再生肌纤维周围，可能通过基质金属蛋白酶（MMP）介导的剪切释放可溶性形式，结合α3β1整合素或半乳糖凝集素-3促进内皮细胞趋化；另一方面，CSPG4可能通过调控生长因子（如FGF、PDGF）的活性间接影响血管生成。值得注意的是，KO大鼠早期再生肌纤维的异常肥大，可能与血管缺失导致的PDGF-B信号失调或CSPG4对层粘连蛋白-整合素相互作用的干扰有关。

在DMD等肌病中，反复再生导致的血管异常是病理关键。本研究发现CSPG4在DMD大鼠肌纤维周围富集，且KO加剧血管缺陷，提示其可作为治疗靶点。未来研究需明确CSPG4剪切产物的具体作用途径，并探索时序性调控策略以优化肌肉修复。

（注：全文数据均基于原文图表及描述，未添加主观推断；专业术语如CD31、MMP-2/9等均保留原文格式；实验方法部分简化处理，重点突出结论性内容。）