DNM2突变导致中央核肌肉病的分子机制研究

DNM2 mutation elervated the kinase activity of DNM2 enzyme and caused centronuclear myopathy, but the underlying mechanisms remain unclear. Our previous work indicated that DNM2 variants might affect cell cycle progression and changed the expression of the myogenic transcriptional factors. Thus, we propose a hypothesis that the mutation of DNM2 mutation affected the progression of cell cycle, disequilibrated the homostasis of proliferation and differentiation, and thus inhibited the myoblast differentiation, and finally caused the centronuclear myopathy. The lentivirus expressing the DNM2 wild-type and its variants will transfect the human myoblast to observe the effect of the mutation on the proliferation, cell cycle progression, differentiation of myoblast and its related signal transduction. The flowcytometry, western-blot, immunohistochemistry，and so on will be used to clarify the molecular mechanisms underlying the pathological process at the level of molecule, cell and pathological tissue. DNM2 inhibitor will also be used to test whether the inhibition of the kinase activity will rescue the adverse effect of DNM2 variants on the myoblast differentiation and signal transduction. This investigation will shed some new light on the molecular mechanism underlying the DNM2 mutation induced centronuclear myopathy, and also provide a model for development of new drugs targeting these kinase variants.

DNM2突变导致的中央核肌肉病是DNM2激酶活性升高引起的肌肉分化发育障碍疾病，其发病的分子机制尚未阐明。前期工作中，我们发现DNM2突变能够引起细胞周期改变，抑制生肌转录因子MyoD的表达。为此我们提出假说: DNM2基因突变后，影响细胞周期进展，增殖与分化平衡被打破，导致肌母细胞分化发育障碍。为了验证这一假说，我们将构建DNM2突变体慢病毒载体，转染人肌母细胞，观察其对肌母细胞增殖、细胞周期进展、细胞分化发育的影响，同时检测肌肉分化相关信号通路的变化情况，采用流式细胞、Western-blot技术、免疫组织化学等技术，从分子、细胞及病理组织水平等多方面探讨DNM2突变导致中央核肌肉病的分子机制。并在人肌母细胞中验证DNM2的抑制剂是否可以改善DNM2突变导致的肌母细胞分化障碍和信号转导异常。本研究将进一步阐明该病发病的分子机制，并为靶向药物研发提供模型。

本项目旨在研究DNM2突变导致中央核肌肉病的分子机制。我们发现DNM2 突变可以改变肌母细胞增殖、分化平衡，抑制肌母细胞分化发育，从而导致中央核肌肉病的发生。其分子机制可能和Wnt/β -catenin 信号通路转导异常有关。DNM2激酶的抑制剂Dynasore可以改善DNM2突变体导致的分化发育障碍。在本项目执行过程中，我们积累了DNM2突变导致的中央核肌肉病的罕见病家系和其他数种罕见病家系队列，可以为进一步总结分析这些疾病的基因型表型关系，进行药物临床试验研究奠定基础。在本研究过程中，我们建立了肌母细胞培养分化体系。我们可以自己独立培养肌母细胞，诱导分化。该技术为进一步研究其他遗传性肌肉病发病机制提供了细胞模型，也为肌母细胞治疗遗传性肌肉病奠定了基础。在本项目研究过程中，发现了一个新的遗传病家系，主要临床表现为轴索性神经病和稳定脑病。我们鉴定出该疾病的致病基因为Cox20，并构建了该疾病的动物模型，为进一步探讨该疾病的发病机制奠定了基础。本研究发现一个ETFDH突变导致的脂质沉积病患者伴随有皮肤损害，并携带有新的基因突变位点（c.970G > T，p.Val324Leu），核黄素治疗反应良好。本研究在另外一例脂质沉积病患者身上发现两个新的ETFDH突变位点（c.1204A>T，p.Thr402Ser，错义突变；c.684+1G>T，剪切突变）。本研究在一例线粒体病病例中（线粒体基因组突变位点为G8363A）发现脑萎缩可能为该疾病的一个临床症状。以本项目为基础，目前已经发表SCI论文4篇，其中影响因子5以上1篇（Human Genetics，IF=5.207）。此外，项目负责人就本项目的研究成果在中华医学会第十二次全国神经肌肉病学术会议上进行壁报交流，获得了国内外的认可和好评。本项目培养研究生4名，其中三名已经顺利毕业，获得硕士学位。