责编︱王思珍
肢带型肌营养不良R7型（Limb-girdle muscular dystrophy type R7，LGMDR7），既往被称为肢带型肌营养不良2G型（Limb-girdle muscular dystrophy type 2G，LGMD2G），是呈常染色体隐性遗传的一种遗传性肌肉病，患者于青少年时期发病，初始症状为下肢近端肌肉受累，同时出现或者继发下肢远端肌无力，随着年龄的增长逐渐丧失行走能力。LGMDR7的致病基因TCAP编码telethonin蛋白，该蛋白的缺失引起了肌纤维中线粒体空间定位的异常，导致骨骼肌的变性，且目前无任何治疗手段。为探讨LGMDR7发病的分子机制及肌纤维内线粒体空间分布异常的机制，并对该病的基因治疗进行探索，研究团队成功构建了LGMDR7的疾病小鼠模型并进行了相关的研究。近日，山东大学齐鲁医院焉传祝/林鹏飞团队在国际知名期刊Brain杂志在线发表题为"AAV-based TCAP delivery rescues mitochondria dislocation in limb-girdle muscular dystrophy R7"的研究论文。该研究揭示了TCAP基因缺陷致肌纤维内线粒体空间定位异常参与肢带型肌营养不良R7型（LGMDR7）发病的分子机制，并为LGMDR7提供了有前景的靶向基因治疗方案。山东大学齐鲁医院神经内科焉传祝教授、林鹏飞副教授为本论文共同通讯作者，博士后吕晓晴为本论文第一作者。山东大学齐鲁医院神经内科及山东省罕见病线粒体医学重点实验室为本论文第一及通讯作者单位。1. 构建LGMDR7小鼠模型
基于团队前期研究结果——LGMDR7患者Telethonin蛋白（也称为Titin-cap，缩写为TCAP）表达完全缺失，研究者采用敲除Tcap基因的方式构建了LGMDR7小鼠模型，模型小鼠和LGMDR7患者有类似的肌无力表型（图1）。2. LGMDR7小鼠模型骨骼肌存在线粒体分布异常的病理表型
研究者采用SDH染色和超微结构观察发现Tcap-/-小鼠骨骼肌出现类似患者病理上线粒体空间分布异常病理表型——肌膜下线粒体增多，而肌原纤维间线粒体减少。此病理现象常出现在红肌中。3. TCAP蛋白缺失→结蛋白骨架崩塌→线粒体空间定位异常→线粒体功能障碍
研究者通过体内、体外实验研究发现，TCAP与desmin有直接相互作用。当TCAP缺失时，除正常长度的desmin（称为“longer desmin”）外，还会产生一个截短的desmin，称之为“shorter desmin”。TCAP维持longer desmin的稳定性，使之不被从N端被截断从而产生“shorter desmin”Desmin组成III型中间丝，是骨骼肌细胞的细胞骨架，维持骨骼肌中线粒体的正确空间定位。Desmin N端在中间丝装配中起重要作用，故研究团队推测shorter desmin的产生会降低desmin中间丝的稳定性。通过WB和免疫荧光染色证明Tcap-/-小鼠的desmin细胞骨架发生崩塌。同时，研究团队采集出现线粒体分布异常的小鼠股四头肌红肌组织进行蛋白组学分析显示，参与线粒体氧化磷酸化一系列蛋白出现下调。酶活性分析提示线粒体柠檬酸合酶及复合体II酶活性减低。说明这些空间分布异常的线粒体存在能量代谢功能的异常。4. LGMDR7基因治疗策略
基于LGMDR7的致病机理，研究团队构建了AAV-TCAP载体递送TCAP蛋白，并引入了荧光素酶报告系统以监测模型小鼠体内目的基因表达情况（图 2）。局部肌肉注射的治疗方式明显改善LGMDR7小鼠肌无力表型及线粒体定位异常的病理表型。AAV-TCAP 药物仅在小鼠骨骼肌中富集，未在其他器官中发现分布。一次给药至少可维持长达7个月的治疗效果，免疫反应较轻且无明显的毒副作用。这项研究揭示骨骼肌中的结构蛋白TCAP可以通过影响demsin细胞骨架从而引起线粒体空间分布的异常。该研究结果提示了结构蛋白突变可能通过影响线粒体在肌纤维的空间分布从而导致肌纤维出现能量代谢异常，未来可以作为干预的靶点。同时此研究提示，对于特定肌群受累的遗传性肌肉疾病，靶向局部注射给药可以作为一种可选择的治疗策略（图3）。
原文链接：https://doi.org/10.1093/brain/awae351山东大学齐鲁医院神经肌肉病理实验室团队，自1985年李大年教授带领团队在全省首次开展神经肌肉活检技术以来，作为国内最早从事神经肌肉病理研究的团队之一，长期专注神经系统罕见病的研究工作。过去的20年中，在学科带头人焉传祝教授的引领下，团队依托多年的临床积累，建立了全面的神经遗传病皮肤成纤维细胞库、DNA库以及神经免疫疾病血清库。截至 2023年12月，已保存近8000例各类样本，为临床诊治提供了宝贵的经验和数据支持。团队不仅持续开展常规的组织病理检查，还开始探索多种已知分子缺陷神经肌肉病的分子水平诊断，并且尝试开展新的治疗手段。学科带头人焉传祝教授现任中华医学会神经病学分会副主任委员、神经肌肉病学组组长，中国罕见病联盟神经罕见病专业委员会主任委员，中华神经科杂志副总编。主要研究方向为神经肌肉病、遗传代谢病等神经系统疑难罕见病。在《Ann Neurol》《Brain》《The Lancet》(clinical picture )《J Neurology Neurosurg Psychiatry》《Neurology》等国际知名期刊发表SCI收录论文150余篇，承担国家自然科学基金6项，获得发明专利1项，获中华医学科技奖三等奖1项，山东省科技进步二等奖2项，三等奖1项。转载须知：“逻辑神经科学”特邀稿件，且作者授权发布；本内容著作权归作者和“逻辑神经科学”共同所有；欢迎个人转发分享，未经授权禁止转载，违者必究。
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