靶向细胞衰老改善DMD模型小鼠肌肉骨骼健康并延长寿命——Ruxolitinib与Deflazacort的协同治疗作用

《PHARMACIA》：Targeting Cellular Senescence in Dystrophin-/-/Utrophin-/-Double Knockout Mice Improves Musculoskeletal Health and Increases Lifespan

本研究针对杜氏肌营养不良症（DMD）缺乏有效治疗手段的难题，通过靶向细胞衰老机制，在dystrophin-/-/utrophin-/-双敲除（dKO-Hom）小鼠模型中证实JAK1/2抑制剂ruxolitinib能显著减少衰老巨噬细胞（GLB1+/CD68+），改善肌肉病理和骨微结构，延长生存期。与临床常用激素deflazacort联用更产生协同效应，为DMD治疗提供了新策略。

　　

杜氏肌营养不良症（Duchenne Muscular Dystrophy, DMD）是一种由抗肌萎缩蛋白（dystrophin）基因突变引发的严重遗传性肌肉疾病，患者通常因进行性肌肉萎缩和心功能衰竭在青少年期丧失行动能力，最终在30岁前夭折。当前临床主要采用糖皮质激素（如deflazacort）进行姑息治疗，虽能延缓病程却伴随严重的骨质疏松和骨折风险增加。更令人困扰的是，传统基因疗法因DMD基因突变类型复杂而难以普及。近年来研究发现，细胞衰老（cellular senescence）可能是驱动DMD病理进展的关键机制，但衰老细胞在肌肉和骨骼系统中的具体分布及其靶向治疗潜力尚不明确。

为破解这一难题，由Xueqin Gao和Johnny Huard领衔的研究团队在《PHARMACIA》发表了突破性研究成果。他们采用更接近人类DMD病理特征的dystrophin^-/-/utrophin^-/-双敲除（dKO-Hom）小鼠模型，首次系统揭示了骨骼肌中衰老细胞的主要类型及空间分布特征，并验证了特异性靶向衰老细胞对改善肌肉骨骼病理和延长寿命的协同效应。

研究团队综合运用免疫组织化学多重染色、显微CT（micro-CT）骨微结构分析、骨骼生物力学测试、衰老相关β-半乳糖苷酶（GLB1）活性检测、荧光定量PCR（Q-PCR）分子表达谱分析等关键技术，对4周龄dKO-Hom小鼠的肌肉和骨组织进行了多维度评估。通过给予ruxolitinib（JAK1/2抑制剂）、dasatinib+quercetin（D+Q）及fisetin等衰老细胞清除药物（senolytic drugs），并结合临床常用药物deflazacort，系统评估了单药及联合治疗对病理改善的效果。

3.1. dKO-Hom小鼠骨骼肌高表达衰老和SASP相关基因

通过Q-PCR检测发现，与野生型（WT）小鼠相比，dKO-Hom小鼠骨骼肌中衰老标志物GLB1、FUCA1、P16和P21的mRNA表达显著升高（P21增加15倍），衰老相关分泌表型（SASP）因子IL-6、PAI-1、MIF和IL1β也明显上调（IL1β升高50倍），证实DMD模型小鼠存在严重的细胞衰老和炎症微环境。

3.2. 衰老细胞主要为巨噬细胞且富集于肌肉组织

免疫荧光双标显示，衰老细胞（GLB1⁺）绝大多数为巨噬细胞（CD68⁺），GLB1⁺/CD68⁺细胞在dKO-Hom小鼠肌肉中显著增多，而非巨噬细胞来源的衰老细胞（GLB1⁺/CD68^-）无显著变化。免疫组化进一步证实P21⁺和GLB1⁺细胞仅存在于肌肉组织，骨组织中未见明显衰老信号。

3.3. Ruxolitinib改善dKO-Hom小鼠骨微结构

经12天ruxolitinib治疗后，小鼠第5腰椎（L5）椎体骨小梁体积分数（BV/TV）和骨小梁厚度（Tb.Th）显著增加，胫骨近端骨小梁也呈现改善趋势。骨生物力学测试显示胫骨 deflection 显著提升，表明骨骼韧性增强。

3.4. Ruxolitinib通过减少破骨细胞改善骨质量

组织学分析发现，ruxolitinib治疗组脊柱骨小梁中TRAP⁺破骨细胞数量显著减少，而Osterix⁺成骨祖细胞无显著变化，表明药物主要通过抑制骨吸收改善骨代谢。

3.5. Ruxolitinib减少衰老巨噬细胞和SASP表达

治疗显著降低肌肉中GLB1⁺/CD68⁺、FUCA1⁺/CD68⁺和P21⁺/CD68⁺衰老巨噬细胞数量，下调GLB1和MIF基因表达。H&E染色显示肌肉炎症浸润减少，再生肌纤维增多。

3.6. Ruxolitinib改善心脏组织病理

治疗组心脏炎症区域缩小，CD68⁺/GLB1⁺衰老巨噬细胞数量显著下降，心脏组织损伤程度减轻。

3.7. Ruxolitinib增强Mdx小鼠肌力和耐力

在症状较轻的Mdx模型中，ruxolitinib治疗使 treadmill 运动距离显著增加，电击时间和次数减少，握力呈现改善趋势，表明肌肉功能全面增强。

3.8–3.11. Ruxolitinib与Deflazacort协同增效

两药联用（D+R）在改善骨微结构方面表现出显著协同效应：脊柱BV/TV和胫骨Tb.Th进一步增加，骨小梁数量（Tb.N）增多、分离度（Tb.Sp）降低。组织学显示肌肉异位骨化减少，PAX7⁺卫星细胞增多。分子机制上，D+R治疗显著降低iNOS等M1型巨噬细胞标志物，协同调节骨代谢平衡（增加OCN⁺成骨细胞，抑制TRAP⁺破骨细胞）。

这项研究首次证实DMD模型小鼠的衰老细胞主要为巨噬细胞，且集中于肌肉组织。靶向清除这些细胞不仅能改善肌肉病理和心脏功能，还可增强骨微结构，甚至延长寿命。尤其重要的是，ruxolitinib与临床常用激素deflazacort联用产生协同增效，为DMD治疗提供了全新组合策略。该发现不仅深化了对DMD多器官病理机制的理解，更推动了senolytic药物在遗传性肌肉疾病领域的临床转化前景。

研究同时提示，不同senolytic药物（如D+Q、fisetin）在DMD模型中的效果存在差异，说明衰老细胞的清除需要针对特定细胞类型和微环境特性选择精准策略。未来研究需进一步优化给药方案，评估长期安全性，并探索在人类患者中的临床应用潜力。