罕见疾病FOP起源于肌肉再生功能障碍

进行性骨化性纤维发育不良(FOP)是一种罕见的疾病，其特征是在正常骨骼外广泛的骨生长，甚至会阻止身体对轻微损伤的正常反应。它会导致所谓的“第二骨骼”，它会锁住关节运动，并可能使呼吸困难。然而，宾夕法尼亚大学佩雷尔曼医学院的一个研究小组在老鼠身上进行的新研究表明，形成骨外骨可能不是这种疾病的唯一驱动因素。受损和低效的肌肉组织再生似乎为受伤后应该长出新肌肉的区域产生多余的骨头打开了大门。这一发现开启了寻找骨骼肌骨化症新疗法的可能性，并于今天发表在npj再生医学．

该研究的主要作者Foteini Mourkioti博士说:“虽然我们在更好地了解这种疾病方面取得了巨大进步，但这项工作表明，基础生物学如何为适当的再生医学治疗提供重要的见解。”Foteini Mourkioti博士是整形外科和细胞与发育生物学的助理教授，也是宾夕法尼亚大学再生医学肌肉骨骼项目的联合主任。“从实验室来看，我们现在能够证明，有可能为患有这种毁灭性疾病的患者提供一个全新的治疗领域。”

大约15年前，宾夕法尼亚大学的研究人员——包括这项研究的合著者，矫形外科和遗传学教授、骨骼肌萎缩症及相关疾病研究中心的联合主任艾琳·肖尔博士——发现ACVR1基因的突变与骨骼肌萎缩症有关。在这项研究中，研究小组发现，这种突变改变了肌肉和结缔组织中的细胞，使组织中的细胞表现得像骨细胞一样，导致体内产生了新的、不必要的骨外骨。

Shore说:“然而，尽管近年来FOP突变如何改变细胞命运决定的研究得到了广泛的关注，但很少有人关注这种基因突变对肌肉的影响及其对修复肌肉损伤的细胞的影响。”“我们相信，在这一领域进行研究不仅可以为防止额外的骨形成提供线索，还可以改善肌肉功能和再生，为整个骨骼肌畸形带来新的清晰。”

研究人员对ACVR1基因突变的小鼠肌肉进行了研究，这些小鼠的ACVR1基因突变与骨髓炎患者的相同。他们集中研究了两种特定类型的肌肉组织干细胞:纤维脂肪发生祖细胞(FAPs)和肌肉干细胞(musc)。通常，肌肉损伤的修复需要这两种细胞类型的谨慎平衡。受损组织的反应是FAP细胞的扩张，它被分配去招募肌肉干细胞，使受损的肌肉组织再生。大约三天之后，fap就会消失，它们的工作也就完成了。与此同时，musc向更成熟、分化的状态过渡，称为肌肉纤维这对我们肌肉有组织的运动至关重要。

在Mourkioti, Shore和他们的合作者研究的ACVR1突变小鼠中，细胞凋亡——FAP通过这个过程细胞死亡是正常肌肉再生的一部分，已经显著减缓，导致fap的大量存在超过了它们的正常寿命。这改变了它们与musc的平衡。受伤的组织也显示出肌肉干细胞成熟能力的减弱，因此，携带ACVR1突变的小鼠的肌肉纤维比没有突变的小鼠的肌肉纤维小得多。

“病变fap在再生肌肉中的长时间持续存在，导致了FOP中肌肉环境的改变，从而减少肌肉并允许过多的fap有助于骨外骨的形成，”Mourkioti说。“这为过量的骨骼外骨是如何形成的以及如何预防提供了一个全新的视角。”

目前治疗骨骼肌骨化症的目标集中在减缓骨外骨生长。这项研究可能会提供一个关键的新方向。“我们建议，治疗干预应考虑促进肌肉再生潜力，同时减少异位骨Shore和Mourkioti写道。“通过研究干细胞群及其在骨骼肌骨化症起源中的作用，有可能大大增强治疗效果。”

该研究的其他作者包括亚历山德拉·斯坦利、伊利西亚·蒂奇、雅各布·科坎和道格拉斯·罗伯茨。

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