研究团队发现了一种进化上保守的增强子，该增强子调控肌腱和韧带的发育

一个研究团队揭示了控制肌腱和韧带形成的基本分子机制，而肌腱和韧带对于肌肉骨骼系统的整合至关重要。了解这些机制有望为肌腱、韧带及其附着点（称为肌腱附着点）的再生铺平道路。由于这些部位血管分布较差，损伤后的功能修复能力有限。

　　

国际研究团队发现了一种新型增强子，该增强子控制着硬皮病基因（Scleraxis，Scx）的组织特异性表达。Scx是肌腱、韧带和肌腱附着点形成和成熟的关键转录因子。增强子是DNA序列，其功能类似于基因开关，控制着基因何时何地被激活。新发现的Scx增强子在发育过程中，特异性地指导Scx基因在肌腱、韧带及其附着点的表达。

Scleraxis 是一种碱性螺旋-环-螺旋转录因子，在成人组织修复和适应机械负荷的过程中也会被重新激活。科学家们早已知道，当Scx基因功能丧失时，肌腱、韧带和肌腱附着点无法正常发育。肌腱附着点也容易受到损伤和机械应力的影响，导致疼痛和功能障碍，即肌腱附着点病。

为了进行这项研究，研究团队使用了转基因报告小鼠，这是一种强大的工具，能够帮助研究人员观察DNA序列在活体组织中激活基因表达的时间和位置。利用这种方法，研究团队鉴定出一个位于Scleraxis基因下游5.3 kb处的增强子（dSE），该增强子能够驱动稳定、可靠的报告基因表达（图1）。在dSE内部，研究团队进一步鉴定出一个343 bp的保守Scleraxis增强子（CSE）。值得注意的是，该CSE在从肉鳍鱼到四足动物的进化过程中高度保守，并且能够在发育中的肢体中重现Scx基因的表达。

缺乏CSE的小鼠在肢体发育过程中内源性Scx基因表达显著降低，并且无法形成三角肌粗隆（DT）。三角肌粗隆是三角肌附着于肱骨并支撑肩关节运动的突出骨脊（图2）。因此，在关键发育窗口期精确激活CSE对于DT的正常形成至关重要（图3）。尽管Scx基因表达早期降低，但其表达在后期逐渐恢复。研究团队认为，这种恢复是由dSE内的其他元件介导的。这些发现表明，CSE作为关键增强子，在肢体早期发育过程中对于Scx的及时激活以及DT的正常形成至关重要。 

“通过转基因小鼠的体内分析，我们鉴定出一个包含肌腱和韧带特异性增强子的调控区域，并在其中发现了一个从腔棘鱼到人类都高度保守的进化重要序列，”广岛大学生物医学与健康科学研究生院的朱波千纱教授说道。该团队的研究还通过基因组编辑介导的基因缺失证实，该区域在肌腱和韧带的形成过程中起着至关重要的作用。

通过这项研究，研究团队的目标是阐明Scx（一种对肌肉骨骼整合至关重要的转录因子）的组织特异性调控机制。“由于肌腱、韧带和肌腱附着点缺乏血管，且再生能力有限，”Shukunami说道，“因此，了解Scx基因表达的调控机制对于理解肌腱和韧带形成的分子基础以及奠定再生医学的基础至关重要。”再生医学旨在修复、替换或再生体内受损的细胞、组织和器官，以恢复其正常功能。

该团队在理解调控Scx基因表达的分子机制方面取得了显著进展。“这项研究为揭示控制肌腱和韧带形成的基本分子机制奠定了重要的基础，”Shukunami说道。展望未来，该团队计划进一步拓展这一研究方向。“接下来，我们的目标是阐明调控Scx基因表达的上游调控网络全貌，并最终抢先一步，在世界范围内发现协调肌肉骨骼整合的核心调控因子，”Shukunami表示。