Nature:杜氏肌营养不良症治疗迎来基因补偿新突破!研究人员发现肌肉细胞的"自救基因开关" |
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在医学教科书中,杜氏肌症(Duchenne muscular dystrophy, DMD)被描述为"无法逆转的绝症"。当负责肌肉保护的dystrophin基因(肌营养不良蛋白基因)发生突变,患者从学步开始便像被按下生命倒计时 肌肉逐渐瓦解,与心脏功能退化最终夺走年轻的生命。现有疗法仅能延缓病程,但2月12日发表于《Nature》的突破性研究 Transcriptional adaptation upregulates utrophin in Duchenne muscular dystrophy ,正将科幻小说中的"基因自救程序"变为现实:研究人员首次发现,人类细胞自带一套精密的"应急修复系统",当检测到关键基因故障时,会自动激活"替补基因"展开修复。更令人振奋的是,这项机制可被人工干预精确调控,为DMD乃至6000多种单基因遗传病带来全新治疗范式。
长期以来,医学界注意到一个神秘现象:部分DMD患者体内,一个名为utrophin(UTRN)的"备份基因"会异常活跃,这种与dystrophin同源的蛋白能部分替代其功能,让携带无义突变的患者症状轻于预期。但数十年来,这个"替补队员"如何被激活始终是个谜。主流理论认为,dystrophin蛋白的缺失触发了某种反馈机制,但新研究彻底颠覆了这一认知 真相竟隐藏在mRNA的"死亡信号"中。
研究团队通过基因编辑构建了携带提前终止密码子(PTC)的DMD突变模型,发现当错误mRNA被细胞的"质检系统"(无义介导的mRNA降解,NMD)识别并清除时,会触发染色质结构的级联反应,直接激活UTRN基因的转录开关。这种被称为"转录适应"(Transcriptional Adaptation, TA)的机制,如同细胞启动的应急预案:当主控基因的施工蓝图(mRNA)出现致命错误,细胞不仅销毁错误图纸,还会自动调取备用图纸(UTRN)加速生产。在患者来源的肌肉细胞中,该机制使utrophin蛋白水平提升2倍,相当于为肌肉细胞装上临时支架。
更具革命性的是,研究人员开发出两种操控该系统的"分子开关":通过反义寡核苷酸(ASO)人为制造可控的mRNA错误,可激活补偿程序;而插入自剪切核酶(ribozyme)的基因疗法,则能让正常mRNA定向降解,持续激发细胞自救。在动物实验中,单次注射ASO即可上调utrophin表达,延缓肌肉退化达40%。这项发现不仅揭示了生命体对抗基因缺陷的古老智慧,更开创了"利用细胞自身修复机制治疗遗传病"的全新路径 与其费力修补破损基因,不如唤醒细胞与生俱来的自救潜能。
当科学照进现实,这场基因调控革命正在改写DMD的治疗规则:它让无法用药的无义突变患者看到曙光,为现有疗法提供增效方案,甚至为镰刀型、囊性纤维化等疾病开辟新战场。在生命自我修复的密码被破译的今天,我们或许正站在治愈数千种遗传病的门槛之上。
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