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之外广泛的骨骼生长，即使是轻微损伤也会抢占身体的正常反应。它导致了所谓的“第二骨骼”，它锁住了关节运动，可能会使呼吸困难。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，骨骼外骨的形成可能不是导致这种疾病的唯一原因。受损和低效的肌肉组织再生似乎为受伤后应该产生新肌肉的区域形成不必要的骨骼打开了大门。这一发现为FOP寻求新疗法开辟了可能性，并于今天发表在再生医学。

该研究的主要作者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，他说:“虽然我们在更好地理解这种疾病方面已经取得了很大的进步，但这项工作表明了基础生物学如何为适当的再生医学疗法提供重要的见解。”“从实验室中，我们现在能够证明，对于患有这种毁灭性疾病的患者，有可能开辟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，整形外科和遗传学教授艾琳·肖尔(Eileen Shore)博士，骨性肌肉萎缩症和相关疾病研究中心的联合主任——发现ACVR1基因的突变是导致骨性肌肉萎缩症的原因。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，误导组织中的细胞表现得像骨细胞一样，导致体内出现了新的和不必要的骨骼外骨骼。

Shore说:“然而，尽管近年来对FOP突变如何改变细胞命运决定的调节进行了广泛的研究，但很少有人关注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骼形成提供线索，还可以改善肌肉功能和再生，为FOP整体带来新的清晰度。”

研究人员研究了ACVR1基因突变与FOP患者相同的小鼠肌肉。他们专注于两种特定类型的肌肉组织干细胞:纤维脂肪形成祖细胞(FAPs)和肌肉干细胞(MuSCs)。通常，肌肉损伤修复需要这两种细胞类型的小心平衡。受损组织的反应是FAP细胞的扩张，FAP细胞被指派招募肌肉干细胞，这些干细胞将再生受损的肌肉组织。大约三天后，fap就会相继死亡，他们的任务完成了。与此同时，musc向更成熟、分化的状态过渡，称为肌肉纤维这是我们肌肉有组织运动所必需的。

在Mourkioti, Shore和他们的合作者研究的带有ACVR1突变的小鼠中，FAP发生凋亡的过程细胞死亡是正常肌肉再生的一部分，已经显著放缓，导致超过正常寿命的fap大量存在。这改变了它们与musc的平衡。受伤的组织也表现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与没有突变的小鼠的肌肉纤维相比要小得多。

“病变fap在再生肌肉中的长期存在导致了FOP中肌肉环境的改变，从而减少肌肉并使过量的FAPs有助于骨骼外骨骼的形成，”Mourkioti说。“这为研究多余的骨骼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FOP的目标集中在减缓骨骼外骨生长。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。“通过解决干细胞群及其在FOP起源中的作用，有可能大大增强治疗。”

这项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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