科学家证明严重的肌肉萎缩产后小鼠缺乏两个关键肌凝蛋白

肌肉是由蛋白质组成的。肌球蛋白、纤维蛋白作为分子马达和将我们体内存储的化学能转化为机械能。肌肉蛋白肌球蛋白和肌动蛋白之间的协同协会产生骨骼肌收缩和放松,使身体的移动。因此,减少肌肉(即。骨骼肌萎缩)导致减少运动机能。

患者骨骼肌萎缩软弱和肌肉萎缩。然而,人类骨骼肌萎缩疾病的遗传基础并不完全清楚。在最近的一项研究发表在美国实验生物学学会联合会杂志,一组研究人员发现了一个协会之间的骨骼肌萎缩在小鼠模型和肌凝蛋白的同时缺乏两种类型。

骨骼肌肌球蛋白重链或“MyHC”是一个基本组成部分sarcomere-the基本收缩肌肉纤维单元。相应的蛋白质“MyHC-IIx”和“MyHC-IIb”,是由基因编码的Myh1 Myh4,分别。同时使用老鼠缺乏MyHC-IIx和MyHC-IIb研究小组划定第一——MyHC-IIx和MyHC-IIb骨骼肌萎缩。

“MyHC-IIx和MyHC-IIb丰富快速肌肉和产生丰富的瞬时功率。在人类骨骼肌MyHC-IIb几乎没有检测到。我们生产转基因小鼠同时MyHC-IIx和MyHC-IIb通过引入废话Myh1和Myh4基因移码突变,模仿人类骨骼肌Myh1的损失。老鼠缺乏这两种MyHCs显示非常严重的肌肉萎缩的症状和死亡前4周内的生活,“日立的圭佑Fujita博士说健康大学计划总体实验设计。

研究人员进行了一系列关键观察期间详细双淘汰赛(dKO;淘汰赛MyHC-IIx和MyHC-IIb)分析。例如,他们记录了骨骼的大幅减少肌肉在dKO小鼠断奶期2 - 3周的年龄。虽然dKO小鼠出生后出现正常,直到2周的年龄,他们出现了严重2周后骨骼肌萎缩。有趣的是,dKO老鼠还显示低葡萄糖和高胆固醇水平(一个营养不良的迹象。

质询dKO老鼠,生产其它骨骼肌MyHCs,如MyHC-I MyHC-IIa, MyHC-neo和MyHC-emb升高。然而,这一增长无法弥补的损失MyHC-IIx MyHC-IIb。运动机能的缺陷进一步表现异常肌节结构中观察到dKO老鼠。总的来说,这些发现表明,同时损失这两个关键骨骼肌MyHCs明显不利于产后小鼠骨骼肌功能。

资深作者博士Kunihiro Tsuchida,综合医学科学研究所教授Fujita健康大学说,“双MyHC基因敲除实验表明,肌凝蛋白缺乏原因引发的各种信号通路的激活骨骼肌萎缩。在肌萎缩的老鼠,肌肉收缩所需的微观结构崩溃。”

他补充说,“dKO小鼠的表型相似的人类癌症和肌肉萎缩。因此,这些dKO老鼠可以作为一种有用的动物模型,为开发治疗提供见解战斗在人类肌肉萎缩和肌肉疾病。”

很有趣的是,骨骼肌疾病尚未与Myh1和Myh4基因在人类身上。然而,这项研究清楚地建立一个同时失去MyHC-IIx和MyHC-IIb之间的联系和骨骼肌萎缩小鼠模型,联系现在可以探索人类。

鉴于骨骼肌构成30 - 40%的体重和肌肉运动的关键,本研究从转化的观点影响很大。它可以帮助阐明骨骼肌浪费障碍的分子机制引起的骨骼肌MyHCs在人类的损失肌肉萎缩和可能帮助治疗策略的探索。