面部肩胛肱肌營養(yǎng)不良癥(FSHD)是最常見的骨骼肌營養(yǎng)不良癥之一。FSHD患者骨骼肌病理是由轉(zhuǎn)錄因子DUX4的不恰當(dāng)表達(dá)引起的，它激活了不同的肌毒途徑。目前還沒有分子療法可以延緩或防止FSHD骨骼肌。在這項研究中，針對DUX4轉(zhuǎn)錄本的系統(tǒng)遞送的反義寡核苷酸(ASO)在ACTA1-MCM和FLExDUX4小鼠體內(nèi)進(jìn)行了測試，這些小鼠在骨骼肌中表達(dá)DUX4。
 

　　作者發(fā)現(xiàn)，在骨骼肌中，DUX4 ASO具有良好的耐受性，并抑制了DUX4轉(zhuǎn)錄本、DUX4蛋白和小鼠DUX4靶基因的表達(dá)。此外，DUX4 ASO可減輕骨骼肌病理的嚴(yán)重程度，部分防止炎癥和細(xì)胞外基質(zhì)基因的失調(diào)。本研究表明，靶向DUX4的全身注射ASOs是一種很有前景的FSHD治療策略，進(jìn)一步提高ASO在骨骼肌中的療效是有必要的。
 

　　FSHD患者表現(xiàn)出臨床異質(zhì)性，患者之間的疾病嚴(yán)重程度、發(fā)病年齡和骨骼肌受影響程度高度不同。骨骼肌病理是由表觀遺傳的轉(zhuǎn)錄因子雙同源框4 (DUX4)去抑制引起的。
 

　　DUX4在人類胚胎的4細(xì)胞階段表達(dá)，在這個階段它激活合子基因組激活(ZGA)基因的轉(zhuǎn)錄。在早期發(fā)育后，DUX4基因在大多數(shù)組織中受到表觀遺傳抑制。在骨骼肌中DUX4的不恰當(dāng)表達(dá)引發(fā)了不同的毒性級聯(lián)反應(yīng)，包括但不限于生殖系和ZGA基因的異常表達(dá)、活性氧敏感性抑制無意義RNA衰變、抑制肌生成和誘導(dǎo)凋亡途徑。
 

　　DUX4基因位于D4Z4重復(fù)序列中，D4Z4重復(fù)序列位于染色體4q35上。每個D4Z4單元包含DUX4基因的外顯子1和2。DUX4轉(zhuǎn)錄自包含外顯子3的4qA等位基因上的最后一個D4Z4單元，通過多聚腺苷酸化信號(PAS)穩(wěn)定DUX4轉(zhuǎn)錄。在大多數(shù)患者(FSHD1)中，DUX4抑制的喪失是由1-10個單位的D4Z4重復(fù)收縮引起的，而未受影響的個體有8-100個D4Z4單位。FSHD和未受影響的個體之間D4Z4重復(fù)單位大小的重疊表明有更多的因素參與疾病外顯率。在~5%的患者(FSHD2)中，DUX4的去抑制是由一個相對較短的允許的4qA等位基因的遺傳和表觀遺傳D4Z4抑制因子SMCHD1、DNMT3B和LRIF1的突變引起的。
 

　　迄今為止，對于FSHD患者，還沒有能夠阻止或減緩疾病進(jìn)展的分子療法。由于骨骼肌中DUX4的去抑制導(dǎo)致FSHD，減少DUX4的表達(dá)是一種很有前景的治療策略，可以防止肌肉中所有下游毒性效應(yīng)。一些研究已經(jīng)證明了靶向DUX4 mRNA的反義寡核苷酸(ASOs)的使用。靶向 DUX4 轉(zhuǎn)錄本的剪接位點或 PAS 的 20-O-甲基硫代磷酸酯 ASO 降低了 FSHD 原代肌管培養(yǎng)物中的 DUX4 表達(dá)、DUX4 陽性細(xì)胞核的百分比。
 

　　在重組腺相關(guān)病毒介導(dǎo)的DUX4表達(dá)小鼠模型中，其中一個ASOs作為八鳥樹突狀物偶聯(lián)磷酸二酯morpholino寡聚物(體內(nèi)pmo)進(jìn)行了測試。肌內(nèi)注射ASO可下調(diào)脛骨前肌DUX4表達(dá)。另外兩項研究確定了一種相同的PMO，靶向外顯子3中的PAS，可有效抑制原代和永生化 FSHD 肌管中的 DUX4 和 DUX4 靶基因。通過將 PMO 電穿孔到移植到免疫缺陷小鼠后肢的 FSHD 肌肉異種移植物中，對這種 PAS 靶向 PMO 進(jìn)行了體內(nèi)測試。注射PMO后，異種FSHD肌肉移植物DUX4和DUX4靶基因水平降低。
 

　　接受DUX4反義寡核苷酸治療的FLExD和ACTA1-MCM小鼠骨骼肌病理改變減輕
 

　　在本研究中，針對DUX4轉(zhuǎn)錄本的開放閱讀框的ASO在ACTA1-MCM和FLExD小鼠(未暴露于他莫)中進(jìn)行了體內(nèi)測試。在沒有他莫誘導(dǎo)的情況下，骨骼肌中會表達(dá)低水平的 DUX4，因為 FLExD 和 ACTA1-MCM 轉(zhuǎn)基因都存在泄漏。 與 FLExD 小鼠相反，未誘導(dǎo)的 ACTA1-MCM；FLExD 小鼠顯示小鼠 DUX4 靶基因激活和輕度骨骼肌表型。與大多數(shù)體內(nèi)研究不同的是，DUX4 ASO是通過皮下注射進(jìn)行全身遞送，而不是通過肌肉局部注射。
 

　　作者發(fā)現(xiàn)，DUX4 ASO降低了ACTA1-MCM和FLExD小鼠骨骼肌中DUX4 mRNA、DUX4蛋白和小鼠DUX4靶基因表達(dá)。此外，DUX4 ASO可減輕骨骼肌病理的嚴(yán)重程度，表現(xiàn)為再生纖維、纖維化、巨噬細(xì)胞浸潤和參與免疫系統(tǒng)的基因表達(dá)減少?？傊撗芯勘砻?，靶向DUX4的全身注射ASOs是一種很有前景的治療FSHD的策略