Science医学：北京大学客座教授解析治疗蛋白

　　

生物通报道：来自美国新泽西罗伯特伍德约翰逊医学院，北京大学的研究人员发表了题为“Recombinant MG53 Protein Modulates Therapeutic Cell Membrane Repair in Treatment of Muscular Dystrophy”的文章，发现了一种与细胞膜修复有关的蛋白能用于肌营养不良等方面疾病的治疗，相关成果公布在Science-Translational Medicine上。

文章的通讯作者之一是北京大学分子医学研究所钙信号实验室客座教授马建杰博士（Jianjie Ma，音译），他早年毕业于武汉大学，后1989年于贝勒医学院获得博士学位，2000年曾作为访问学者在东京大学进行研究，目前除担任UMDNJ教授，还担任北京大学客座教授。

细胞膜(cell membrane)又称细胞质膜（plasma membrane），即细胞表面的一层薄膜。有时称为细胞外膜或原生质膜。主要结构成份一般是蛋白质占60%-80%，类脂占20%-40%，碳水化合物约占5%(分布在类脂和蛋白质之间)。细胞膜会由于自由基等因素遭到损伤，细胞膜修复是维持细胞完整性和有效细胞功能的一个重要过程。

MG53蛋白是肌特异性TRIM家族蛋白，在细胞膜修复过程中扮演了重要角色，这种蛋白具有三个特定模序结构，能共同结合在细胞不再需要的蛋白上，将这些蛋白带上泛素标记以便降解。

在这篇文章中，研究人员分析了组织修复和再生医学中MG23蛋白靶向的平移值，指出在细胞外部给予重组MG53蛋白可修复细胞膜损伤，从而为组织修复和再生医学提供了新的转化医学价值。

虽然天然的MG53蛋白主要存在于骨骼肌和心肌组织中，但是也在非肌肉细胞中表现出针对细胞损伤的保护性作用，而且除了MG53在细胞内的作用，对于细胞膜上损伤，MG53检测到信号也能修复这种损伤。

研究人员利用从大肠杆菌发酵纯化得到的重组人MG53（rhMG53）进行了深入试验，发现这种重组蛋白能对化工，机械，或紫外线造成的肌肉和非肌肉细胞损伤，提供不同剂量的保护作用。对MDX营养不良小鼠模型，通过多种途径注射rhMG53可降低肌肉病变。

这些研究结果表明，MG53可作为治疗学蛋白，靶向细胞膜进行修复，这说明了这种蛋白在细胞膜修复缺陷人类疾病方面具有极大的潜力。

马教授研究组围绕MG53蛋白展开了许多研究，去年他们也曾发表论文，发现当肌肉细胞膜因炎症等受到损伤时，一种肌肉特异性家族蛋白成员：MG53蛋白会发挥修复细胞膜的作用。

研究人员在小鼠中缺失了MG53蛋白的基因，结果发现这些小鼠肌肉逐渐萎缩，出现了类似肌肉萎缩症的症状。也就是说，人类的肌肉萎缩症或许也和这个基因有关。这一发现可能有助于促进新治疗法的研究。

2010年，美国科学促进会（AAAS）创办了新周刊：《Science-Translational Medicine》，由美国国立卫生研究院（NIH）前任院长伊莱亚斯·瑞尔霍尼出任期刊的首席科学顾问，周刊主要关注加速将我们在生物机制研究领域的惊人进展转化为预防和治疗人类疾病的新方法。

（生物通：张迪）

原文摘要：

Recombinant MG53 Protein Modulates Therapeutic Cell Membrane Repair in Treatment of Muscular Dystrophy
Mitsugumin 53 (MG53), a muscle-specific TRIM family protein, is an essential component of the cell membrane repair machinery. Here, we examined the translational value of targeting MG53 function in tissue repair and regenerative medicine. Although native MG53 protein is principally restricted to skeletal and cardiac muscle tissues, beneficial effects that protect against cellular injuries are present in nonmuscle cells with overexpression of MG53. In addition to the intracellular action of MG53, injury to the cell membrane exposes a signal that can be detected by MG53, allowing recombinant MG53 protein to repair membrane damage when provided in the extracellular space. Recombinant human MG53 (rhMG53) protein purified from Escherichia coli fermentation provided dose-dependent protection against chemical, mechanical, or ultraviolet-induced damage to both muscle and nonmuscle cells. Injection of rhMG53 through multiple routes decreased muscle pathology in the mdx dystrophic mouse model. Our data support the concept of targeted cell membrane repair in regenerative medicine, and present MG53 protein as an attractive biological reagent for restoration of membrane repair defects in human diseases.

作者简介：

Prof. Jianjie Ma，博士，旅居国外近三十年，现任美国新泽西州医科和牙科大学生物学、生物物理学及医学系主任、教授，发育医学研究部负责人，生理学和结合医学研究生部负责人。目前的研究领域主要为：脂质双层膜中离子通道的重组；钙离子信号在心脏血管功能中的细胞及分子机制；转基因动物模型和肌肉生理及衰老；细胞凋亡及肿瘤治疗中的信号转导；膜修复和再生医学；糖尿病中糖代谢的生物标志物。

马教授是多个美国学会会员，包括：生物物理学会、生理学家协会、美国科学进步协会、美国癌症协会、美国生物化学与分子生物学学会、美国心脏协会、美国中国生物学家协会等；是美国NIH课题评审人，是Cell Research（IF 9.4+）、Current Chemical Biology（IF 9.3+）、JBC（IF 5.3+）以及Journal of Biophysics杂志的编委，担任包括Science，Nature Cell Biology，PNAS，Neuron，EMBO等在内的二十余家杂志的审稿人。获多项美国NIH课题资助，在Nature Cell Biol（自然子刊——细胞生物学，IF 19.4+）、Hepatology（肝癌，IF 10.8+）、Cell Research（细胞研究，IF 9.4+）、Cardiovasc Res（心血管研究，IF 6+）、JBC等已发表140余篇高水平论文，培养了三十余名博士及博士后。