《Journal of Cachexia, Sarcopenia and Muscle》：MicroRNA–mRNA Networks in Skeletal Muscle of Tailored Pig Models for Dystrophinopathies
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背景：杜氏肌营养不良（DMD）和贝克尔肌营养不良（BMD）是由肌营养不良蛋白（DMD）基因突变引起的X连锁肌营养不良蛋白病。人类中一种常见的DMD致病突变是外显子52缺失（DMDΔ52），该突变破坏阅读框并消除肌营养不良蛋白的表达。治疗性跳过外显子51或53可
背景：杜氏肌营养不良（DMD）和贝克尔肌营养不良（BMD）是由肌营养不良蛋白（DMD）基因突变引起的X连锁肌营养不良蛋白病。人类中一种常见的DMD致病突变是外显子52缺失（DMDΔ52），该突变破坏阅读框并消除肌营养不良蛋白的表达。治疗性跳过外显子51或53可恢复阅读框，产生截短但具有功能的蛋白质，并形成BMD样表型。研究人员利用模拟DMDΔ52（DMD）和DMDΔ51–52（BMD样）的猪模型来鉴定分子差异和条件特异性miRNA–mRNA网络。
方法：对来自4头DMD、4头BMD和5头野生型（WT）猪（3.5月龄）的骨骼肌（肱三头肌）进行了链特异性总RNA测序（RNA-seq）和小RNA测序。使用DESeq2鉴定差异表达mRNA（|log2FC|≥1，校正后p≤0.05）和miRNA（校正后p≤0.05）。使用RNAhybrid预测（最小自由能MFE
结果：与WT相比，DMD肌肉表现出1440个上调和487个下调基因，其特征是结构、收缩、钙处理和代谢相关基因的强烈抑制（如MYBPC2、MYL3、MYLK2、CACNA2D3、CACNA2D4），以及炎症介质和先天免疫受体的显著上调（如IL6、IL18、IL1R1、CCR1/2/5、TLR1/2/4/7/9）。相比之下，BMD肌肉表现出这些通路的部分恢复，并在整体表达谱中更接近WT。在DMD和BMD之间观察到不同的miRNA特征。差异表达分析鉴定出DMD与WT相比有22个上调和12个下调的miRNA，BMD与WT相比有36个上调和21个下调的miRNA。miRNA和mRNA数据的整合产生了广泛的调控网络（DMD中上调miRNA对应1013个独特配对；BMD中下调miRNA对应2679个配对）。两个条件特异性miRNA成为强有力的生物标志物候选：ssc-miR-296-3p（仅在DMD中上调，靶向富集于肌肉结构和脂肪酸代谢的228个基因）和ssc-miR-423-5p（在BMD中特异性升高，靶向参与钙信号传导和组织发育的67个基因）。包括miR-199a-5p和miR-199b在内的若干失调miRNA与人类DMD和其他肌营养不良中报道的miRNA重叠。
结论：在DMDΔ52背景下跳过外显子51可部分恢复骨骼肌中关键的转录程序，但并未完全使其正常化至WT模式。条件特异性miRNA的鉴定凸显了DMD和BMD之间的转录后调控差异，将其定位为有前景的生物标志物和治疗靶点。这些发现强调了猪肌营养不良蛋白病模型在机制研究和RNA靶向干预临床前评估中的转化价值。
论文解读：定制猪模型骨骼肌中microRNA-mRNA网络与肌营养不良蛋白病
肌营养不良蛋白病（dystrophinopathies）包括杜氏肌营养不良（DMD）和贝克尔肌营养不良（BMD），二者均由肌营养不良蛋白（DMD）基因突变所致。DMD通常由外显子缺失破坏阅读框引起，导致肌营养不良蛋白完全缺失，患者出现进行性肌萎缩和心肺功能衰竭；BMD则为框内突变，可合成部分功能性蛋白，临床表型较轻。外显子52缺失（DMDΔ52）是人类DMD的常见致病突变，治疗性跳过外显子51或53可恢复阅读框。然而，跳过外显子51后分子层面的恢复程度尚不明确，miRNA-mRNA调控网络在大动物模型中的差异也缺乏系统研究。为此，研究人员利用体细胞核移植技术构建了DMDΔ52猪（DMD模型）和在此基础上额外缺失外显子51的DMDΔ51–52猪（BMD样模型），以期阐明外显子跳跃策略对骨骼肌转录组的重塑效应。
本研究对3.5月龄的4头DMD、4头BMD和5头野生型（WT）猪的肱三头肌样本开展链特异性总RNA测序和小RNA测序，使用DESeq2鉴定差异表达基因与miRNA，通过RNAhybrid进行靶标预测并以逆Pearson相关性过滤构建miRNA-mRNA互作网络，结合GO/KEGG富集分析解析功能通路，并以qRT-PCR验证部分炎症基因的表达。
研究结果部分包括以下内容。3.1 DMD和BMD肌肉中mRNA表达谱改变：与WT相比，DMD肌肉有1440个上调、487个下调基因，BMD肌肉有1804个上调、155个下调基因；层次聚类显示DMD样本形成独立簇，BMD样本更接近WT，表明外显子51跳跃部分恢复了转录谱。3.2 DMD肌肉特异性下调基因的富集分析：460个仅在DMD下调的基因显著富集于肌肉细胞分化、肌肉结构发育、收缩纤维、肌原纤维、肌节等结构组分，以及激素信号、胰岛素抵抗和脂肪分解调节等KEGG通路。3.3 DMD肌肉特异性上调基因的富集分析：1282个仅在DMD上调的基因富集于免疫应答激活、吞噬作用正调控、补体激活等生物学过程，涉及补体和凝血级联、细胞因子-细胞因子受体互作、趋化因子信号等通路。3.4 DMD和BMD肌肉中miRNA表达谱改变：共检测到457个miRNA，DMD与WT相比有22个上调、12个下调，BMD与WT相比有36个上调、21个下调；与人类肌营养不良数据交叉比较发现35个重叠miRNA。3.5 miRNA及其靶基因网络：DMD中22个上调miRNA靶向266个下调基因形成1013个独特配对，BMD中21个下调miRNA靶向500个上调基因形成2679个独特配对；16个DMD特异性上调miRNA和18个BMD特异性上调miRNA被鉴定。其中ssc-miR-296-3p仅在DMD上调，靶向228个基因，富集于肌肉结构发育和脂肪酸代谢；ssc-miR-423-5p仅在BMD上调，靶向67个基因，富集于钙信号传导和组织发育。
讨论指出，外显子51跳跃在DMDΔ52背景下部分恢复了骨骼肌中结构、代谢和信号通路的转录程序，但未完全回归WT状态。DMD肌肉中钙稳态相关基因（CACNA2D3、CACNA2D4）和收缩相关基因（MYBPC2、MYL3、MYLK2）显著下调，而促炎因子（IL6、IL18、IL1R1）和Toll样受体等显著上调；BMD中这些变化相对缓和。miR-199a-5p和miR-199b在猪DMD肌肉及人类多种肌营养不良中均上调，提示其跨物种保守的诊断价值。与mdx小鼠和GRMD犬模型相比，猪模型表型稳定且更接近人类病理特征，适合机制研究和临床前评估。局限性包括全肌肉组织分析可能受炎性浸润细胞组成影响，以及miRNA-mRNA互作基于计算预测尚需功能验证。研究结论认为，DMDΔ51–52模型证实外显子跳跃可部分重建DMD中被破坏的转录网络，条件特异性miRNA为疾病分层和治疗监测提供了有前景的生物标志物，猪模型在肌营养不良蛋白病机制研究和RNA靶向干预转化中具有重要价值。
