一个基因接近再生疗法治疗肌肉疾病

成纤维细胞的这种显微镜图像显示了由新描述的基因及其蛋白称为myomerger的诱导细胞融合。表达形成骨骼肌所需基因的多核细胞可以在细胞融合在一起形成的花状块中看到。在“ 自然通讯”上报告的结果中，研究人员寻求通过使干细胞融合并形成功能性骨骼肌组织来开发肌肉疾病再生治疗的方法。

绕行肌肉障碍患者再生医学的道路是弄清楚如何哄骗肌肉干细胞融合在一起，形成功能正常的骨骼肌组织。自然通讯 6月1日发表的一项研究报告，科学家发现了一个新的基因，这个过程是必不可少的，为可能的新治疗策略提供了新的线索。

在辛辛那提儿童医院医学中心心脏研究所的研究人员的带领下，该研究展示了科学家命名为“myomerger”的基因Gm7325及其蛋白质 - 促使肌肉干细胞融合和发展身体需要移动和存活的骨骼肌肉。他们还表明myomerger与另一个基因Tmem8c及其相关蛋白“myomaker”融合，通常不会融合细胞。

在对骨骼肌中不表达myomerger的胚胎小鼠的实验室测试中，动物没有发育出足够的肌肉纤维来存活。

辛辛那提儿童分子心血管生物学研究资深研究员，科学家Douglas Millay博士说：“这些发现刺激了再生医学细胞疗法的新途径，包括表达myomaker和myomerger的细胞然后与病变组织融合，例如肌营养不良，这是一种破坏性的遗传性肌肉疾病，融合技术可能被用来为肌肉细胞提供缺失基因的正常拷贝。

反向生物创业
阻碍肌肉再生治疗发展的分子奥秘之一揭示了导致骨骼肌干细胞（称为成肌细胞）融合并形成允许运动的横纹肌纤维的精确基因和分子过程。米莱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（National Institutes of Health）的数据，数十人的遗传退化性疾病，但在整体人群中罕见。这些破坏性消耗性疾病的主要类别包括：肌营养不良症，先天性肌病和代谢性肌病。肌营养不良症是以控制运动的骨骼肌进行性无力和退化为特征的30多种遗传病的组。最常见的形式是杜兴MD。

分子调查
之前由Millay于2014年撰写的研究通过生物信息学分析确定了myomaker及其基因。Myomaker也是成肌细胞干细胞融合所必需的。然而，从这项工作中可以清楚的看出，myomaker并不是单独工作，需要一个合作伙伴来推动融合过程。目前的研究表明，myomerger是融合缺失的环节，这两个基因绝对需要融合发生，据研究人员。

为了寻找调节融合的其他基因，Millay的研究小组筛选了由称为MyoD的蛋白质表达而激活的蛋白质，MyoD是所有产生肌肉基因的主要启动子。研究小组专注于由MyoD（包括GM7325 / myomerger）诱导的前100个基因，并设计了一个筛选测试可能在细胞膜内和细胞膜上起作用的因子。他们还寻找以前没有研究过的在融合肌肉干细胞中起作用的基因。这些分析最终指出了数据库中列出的一个以前没有特征的基因--Gm7325。

然后研究人员通过使用称为CRISPR-Cas9的基因编辑过程来测试细胞培养物和小鼠模型，以证明肌细胞和肌瘤的存在或不存在 - 单独或一致 - 影响细胞融合和肌肉形成。这些测试表明称为肌细胞的肌细胞分化并形成肌肉（肌节）的收缩单位，但它们并不结合在一起形成完全功能的肌肉组织。

展望未来
研究人员正在建立他们目前的发现，他们认为这一发现为哺乳动物细胞中的细胞融合建立了一个系统，这是生物医学科学尚未实现的一项壮举。

例如，除了myomaker和myomerger的细胞融合效应之外，还不知道myomaker或myomerger如何诱导细胞膜融合。根据Millay的说法，了解这些细节对于未来发展潜在的治疗策略至关重要。本研究使用细胞培养和实验室小鼠模型将myomerger鉴定为肌肉发育所需的基础蛋白。

作者强调，将需要广泛的额外研究来确定这些结果是否可以转化为临床情况。

辛辛那提儿童心脏研究所的多位作者对本研究作出了贡献，包括列出的第一作者Malgorzata Quinn博士。研究摘要中包含完整列表。资金支持来自辛辛那提儿童医院研究基金会，国立卫生研究院（R01AR068286）和皮尤慈善信托基金。

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